KR100766063B1 - 후막형성장치 및 이를 이용한 후막형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모재위에 막재료를 도포하여 후막을 형성하는 후막형성장치 및 이를 이용한 후막형성방법에 관한 것이다. 본 발명은 상면이 평평한 정반(45)과, 탄성있는 소재로 구성되어 내부가 모재(43)의 형상과 대응되게 요입된 틀(47)과, 상기 모재(43)에 도포된 막재료(41)를 압착하여 긁어내는 블레이드(63)와, 상기 블레이드(63)의 동작위치를 조절하는 블레이드 승강부(57)와, 상기 정반(45)의 상면에 직선왕복 방향으로 이동가능하게 구비되어 상기 블레이드(63)를 이동시키는 블레이드 이동부(55)를 포함하여 구성된다. 본 발명의 다른 실시예는 틀(47)의 내부에 모재(43)를 안착하는 단계와, 상기 모재(43)의 내부에 막재료(41)를 도포하는 단계와, 상기 블레이드(63)를 이용하여 상기 막재료(41)를 제거하는 단계와, 막재료(41)를 건조하고 상기 모재(43)를 틀(47)에서 분리하는 단계를 포함하여 구성된다. 이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 막재료의 성질과 상관없이 다양한 후막을 형성할 수 있고, 틀의 탄성과 하중의 반발력을 이용하여 제작정밀도를 향상 시킬 수 있는 이점이 있다.
블레이드, 모재, 막재료, 로딩부

Description

후막형성장치 및 이를 이용한 후막형성방법 {A device for forming a thick film and a method for forming a thick film using the same}
도 1은 종래기술에 의한 후막도포장치의 구성을 보인 단면도.
도 2는 다른 종래기술에 의한 후막도포장치의 구성을 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 후막도포장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 후막도포장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 의한 후막도포장치를 이용하여 후막을 형성하는 과정을 보인 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
45: 정반 47: 틀
51: 구동부 53: 동력전달부
55: 블레이드 이동부 57: 블레이드 승강부
61: 블레이드 지지판 63: 블레이드
65: 로딩부
본 발명은 모재 위에 막재료를 도포하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 막재료를 도포하여 후막을 형성하는 후막도포장치에 관한 것이다.
최근 집적회로가 고집적화 되고, 평판 디스플레이 패널용 패널이 다량으로 제작됨에 따라 모재 위에 막재료를 원하는 두께로 도포하는 미세한 후막형성기술이 요구된다. 이러한 막재료를 도포하는 기술로서, 대표적인 것이 스핀코팅과 닥터블레이드에 의한 방법이다.
도 1에는 스핀코팅에 의한 후막도포장치가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 막재료(1)가 도포될 모재(3)가 구비된다. 상기 모재(3)는 상면이 개구되고 내부가 소정형상으로 요입된 용기(5)의 내부에 구비된다. 상기 용기(5)의 바닥 면에는 원형으로 천공된 통공(7)이 형성된다. 상기 통공(7)에는 봉 형상의 스핀들(9)이 관통하여 구비되고, 상기 스핀들(9)은 하단에 구비된 구동장치(미도시)에 의해 상기 스핀들(9)의 중심축을 기준으로 원운동을 한다. 상기 스핀들(9)의 선단에는 진공척(11)이 구비된다. 상기 진공척(11)은 상기에서 설명한 모재(3)를 진공 흡착하여 상기 모재(3)와 일체로 회전한다.
상기 모재(3)의 일측 상방에는 막재료공급 노즐부(13)가 구비된다. 상기 막재료공급 노즐부(13)는 상기 모재(3)의 상면에 막재료(1)를 도포하는 역할을 한다. 상기 막재료 공급 노즐부(13)는 소정위치로 이동이 가능하다. 또한 상기 모재(3)의 타측 상방에는 용해제 공급 노즐부(15)가 구비된다. 상기 용해제 공급 노즐부(15) 는 상기 모재(3)의 상면에 도포된 막재료(1)를 용해할 수 있는 용해제를 도포하는 역할을 한다. 상기 용해제 공급 노즐부(15)도 소정위치로 이동이 가능하다.
도 2에는 닥터블레이드에 의한 후막 도포장치가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 상면이 평평한 정반(20)이 구비된다. 상기 정반(20)의 상면에는 막재료(21)가 도포될 모재(23)가 안착된다. 상기 모재(23)의 상면의 끝단에는 막재료벽(25)이 구비된다. 상기 막재료벽(25)에 의해 형성된 모재(23)의 상부공간에 막재료(21)가 도포된다.
상기 모재(23)의 상방에는 닥터블레이드(31)가 구비된다. 상기 닥터블레이드(31)는 봉형상으로 그 중심축을 기준으로 회전한다. 상기 닥터블레이드(31)의 일측에는 블레이드(33)가 구비된다. 상기 블레이드(33)에 의해 모재(23)의 상방에 도포된 막재료(21)가 소정두께의 막으로 만들어진다. 상기 닥터블레이드(33)는 소정위치로 이동이 가능하다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 종래기술에 의한 후막도포장치의 작용을 상세하게 설명한다.
먼저, 스핀도포에 의한 후막도포장치의 경우, 진공척(11)에 의해 진공흡착된 모재(3)가 구동장치(미도시)에 의해 회전하는 스핀들(9)과 일체로 회전한다. 이때 상기 모재(3)의 상방에 위치한 막재료 공급 노즐부(13)가 상기 모재(3)의 중심위치까지 이동하여 상기 모재(3)의 중심에 막재료(1)를 도포한다. 그러면 상기 스핀들(9)이 회전하면서 발생하는 원심력에 의해 상기 막재료(1)가 모재(3)의 상면에 골고루 도포된다. 상기 막재료(1)의 일부가 원심력에 의해서 상기 모재(3)로부터 이탈하는 경우, 용기(5)에 의해 막재료(1)가 외부로 튀어나가는 것이 방지된다. 또한, 상기 막재료(1)의 도포두께는 막재료(1)의 점도와 스핀들(9)의 회전속도에 따라 결정된다.
상기 막재료(1)가 모재(3)의 상면에 도포되면, 용해제 공급 노즐부(15)가 상기 모재(3)의 끝단에서 소정거리가 이격된 지점의 상방에 위치한다. 그리고 상기 용해제 공급 노즐부(15)는 상기 모재(3)의 상면에 용해제를 도포한다. 이때, 상기 스핀들(9)이 회전하면서 상기 용해제 공급 노즐부(15)가 위치한 지점부터 모재(3)의 끝단까지 원심력에 의해 용해제가 도포되면서 상기 모재(3)의 상면에 도포된 막재료(1)를 용해한다. 따라서 상기 모재(3)의 상면에 제작자가 요구하는 넓이의 후막을 형성할 수 있게 된다.
닥터블레이드에 의한 후막도포장치의 경우, 모재(23)의 상면에 막재료벽(25)을 정렬시켜 안착시키고, 상기 모재(23)의 상면에 막재료(21)를 도포한다. 그리고 상기 모재(23)의 일단부부터 타단부까지 닥터블레이드(31)가 이동을 하여 상기 막재료(21)를 절삭한다. 상기 막재료(21)의 도포두께는 상기 닥터블레이드(31)의 블레이드(33)와 모재(23)의 상면사이의 길이에 따라 결정된다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 후막도포장치에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 스핀도포에 의한 후막도포장치에서 저점도의 막재료로 후막을 형성하는 경우가 있다. 이러한 경우 모재(3)의 상면에 도포될 막재료가 모두 흩어지는 것을 방지하기 위해 상기 스핀들(9)의 회전속도를 줄여야 한다. 그러나 스핀도포에 의한 방법의 경우 원심력을 이용하여 막재료를 도포하므로 상기 스핀들(9)의 회전속도를 줄여서 형성할 수 있는 후막의 두께에는 한계가 있다.
닥터 블레이드방법에 의한 후막도포장치는 모재(23)의 상면에 막재료벽(25)이 안착된다. 상기 막재료벽(25)은 모재(23)의 상면에 밀폐되지 않고 안착되므로 저점도의 막재료를 도포하는 경우, 막재료벽(25)과 모재(23) 사이의 미세한 틈 사이에서 막재료(21)가 흘러내린다. 따라서 닥터 블레이드방법은 블레이드(33)가 지나간 이후에 막재료가 모재(23) 밖으로 흘러내려 후막의 두께가 설계된 것보다 얇아지는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 막재료의 점도와 상관없이 원하는 두께의 후막을 형성할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 막재료로 형성되는 후막의 두께를 정확하고 균일하게 하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 상면이 평평한 정반과; 상기 정반의 상면에 구비되고 내부가 요입되어 내부공간이 형성된 틀과; 상기 틀의 상방에 위치하고 구동부에 의해 구동되어 상기 틀의 내부에 도포되는 막재료의 상면을 압착하여 긁어내는 블레이드와; 상기 블레이드와 연결되고 연직방향으로 이동하여 상기 블레이드의 동작위치를 조절하는 블레이드 승강부와; 상기 블레이드 승강부에 일단이 연결되고 상기 구동부에 타단이 연결되며 상기 정반의 상면에 직선왕복 방향으로 이동가능하게 구비되어 상기 블레이드를 이동시키는 블레이드 이동부를 포함하여 구성된다.
상기 틀은 탄성있는 소재로 구성되고, 내부에 형성된 내부공간이 모재의 형상과 대응하도록 형성된다.
상기 블레이드에는 하방으로 하중을 작용시켜 상기 틀의 탄성력과 하중의 반발력을 이용하여 상기 모재에 형성될 후막의 두께를 제어하는 로딩부가 더 구비된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 상면이 평평한 정반과; 상기 정반의 상면에 구비되고 탄성있는 소재로 구성되어 내부공간이 모재의 형상과 대응하도록 요입된 틀과; 상기 틀의 상방에 위치하고 상기 틀의 내부에 도포되는 막재료의 상면을 압착하여 긁어내는 블레이드와; 상기 정반의 상면에 구비되고 상기 블레이드를 이동시키고 높이를 조절하는 블레이드 이동 어셈블리를 포함하여 구성된다.
상기 블레이드에는 하방으로 하중을 작용시켜 상기 틀의 탄성력과 하중의 반발력을 이용하여 상기 모재에 형성될 후막의 두께를 제어하는 로딩부가 더 구비된다.
본 발명에 의한 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 탄성있는 소재로 구성된 틀의 내부에 모재를 안착하는 모재안착단계와, 상기 틀의 내부에 설치된 모재 상에 막재료를 도포하는 막재료 도포단계와, 상기 블레이드를 이용하여 모재의 상방에 도포된 막재료를 소정두께로 압착하여 긁어내는 막형성 단계와, 상기 모재의 상방 에 도포된 막재료를 건조하는 건조단계와, 상기 막재료가 건조된 상기 모재를 상기 틀에서 분리하는 분리단계를 포함하여 구성된다.
상기 막재료 도포단계 이후에는 상기 모재의 상방에 구비된 블레이드에 하중을 부여하고 틀의 탄성력과의 반발력을 이용하여 막두께를 조절하는 막두께 조절단계가 더 구비된다.
상기 막재료 도포단계에서 막재료는 형성될 후막의 두께보다 더 두껍게 도포된다.
이와 같은 본 발명에 의한 후막형성장치 및 이를 이용한 후막형성방법에 의하면, 내부가 요입된 틀을 이용하므로 막재료의 점도와 상관없이 다양한 후막을 형성할 수 있으며, 하중과 탄성력에 의한 반발력을 이용하여 후막의 두께를 조절하므로 제품의 제작정밀도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 후막형성장치 및 이를 이용한 후막형성방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 3 및 도 4에는 본 발명에 의한 후막형성장치에 대한 바람직한 실시예가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 막재료(41)가 도포될 모재(43)가 구비된다. 상기 모재(43)는 상면이 평평한 정반(45)에 구비된다. 상기 정반(45)의 상면에는 상기 모재(43)가 안착되는 틀(47)이 구비된다. 상기 틀(47)은 합성수지로 만들어지는데, 특히 유연성 재질로 형성된다. 상기 틀(47)에는 상면이 개구되고 내부가 상기 모재(43)의 형상과 대응되게 요입된 내부공간(47’)이 형성된다. 상기 내부공간(47‘)은 그 깊이가 상기 모재(43)의 두께에 형성될 막의 두께를 고려하여 설계된다. 따라서 상기 틀(47)의 내부공간(47’)에는 상기 모재(43)가 안착된다.
참고로, 상기 틀(47)의 상방에는 막재료 투입유닛(미도시)이 구비된다. 상기 막재료 투입유닛(미도시)에 의해 상기 틀(47)의 내부에 막재료(41)가 투입된다.
상기 정반(45)의 상면에 안착된 틀(47)의 일측방에는 블레이드 이동 어셈블리(50)가 구비된다. 상기 블레이드 이동 어셈블리(50)는 아래에서 설명할 블레이드(63)를 이동시키는 역할을 하는 유닛으로 구성된다. 상기 블레이드 이동 어셈블리(50)에는 구동부(51)가 구비된다. 상기 구동부(51)는 동력을 생성하여 아래에서 설명할 블레이드(63)을 만들어낸다. 상기 구동부(51)에 연결되어 동력전달부(53)가 설치되고, 상기 동력전달부(53)의 선단에는 블레이드 이동부(55)가 설치된다. 따라서 상기 구동부(51)에서 생성된 동력은 상기 동력전달부(53)를 통해 블레이드 이동부(55)로 전달된다.
상기 블레이드 이동부(55)는 정반(45)의 상면에 구비된 가이드레일(미도시)을 따라 직선왕복 운동을 할 수 있다. 상기 블레이드 이동부(55)의 이동에 의해 아래에서 설명할 블레이드(63)가 일체로 이동한다.
상기 블레이드 이동부(55)에는 블레이드 승강부(57)가 설치된다. 상기 블레이드 승강부(57)는 블레이드 이동부(55)의 일면을 따라 중력방향을 기준으로 연직방향으로 이동한다. 상기 블레이드 승강부(57)의 이동에 의해 아래에서 설명할 블레이드(63)의 동작위치를 조절한다.
상기 블레이드 승강부(57)의 선단에는 블레이드 지지판(61)이 구비된다. 상기 블레이드 지지판(61)은 상기 블레이드 승강부(57)와 일체로 승강된다. 상기 블레이드 지지판(61)의 선단에는 블레이드(63)가 설치된다. 상기 블레이드(63)는 막 재료(41)를 긁어 걷어내는 역할을 하는 것으로 길이방향 길이가 상기 틀(47)의 대응되는 방향의 길이보다 길게 형성되어 한 변의 이동으로 상기 틀(47)의 상면 전체 영역에 대한 작업을 수행할 수 있다. 상기 블레이드(63)는 직선왕복 방향으로 이동하면서 상기 모재(43)위에 도포된 막재료(41)를 압착하여 긁어낸다. 이와 같은 방법으로 상기 블레이드(63)는 원하고자 하는 후막의 두께를 형성하게 된다.
상기 블레이드 지지판(61)의 상면에는 로딩부(65)가 구비된다. 상기 로딩부(65)는 유압실린더와 같이 하중을 부여할 수 있는 장치로 구성된다. 상기 로딩부(65)는 상기 블레이드(63)가 상기 틀(47) 및 막재료(41)에 작용하는 하중을 조절한다.
상기 블레이드(63)를 이동시키는 블레이드 이동 어셈블리(50)의 구성은 도시된 실시예에 한정되지 않으며, 상기 블레이드(63)를 일방향으로 왕복운동시키고 높이를 조절할 수 있다면 어떠한 구조라도 상관없다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 후막형성장치의 작용 및 이를 이용한 후막형성방법을 상세하게 설명한다.
도 5a 내지 도 5f에는 본 발명에 의한 후막형성장치를 이용한 후막형성방법이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 모재(43)의 두께와 후막의 두께를 고려한 두께를 가지는 마스터 시편(71)이 구비된다. 상기 마스터 시편(71)위에 탄성을 갖는 재료로 구성된 미경화액을 부은 후 경화시킨다. 경화된 탄성재료로부터 마스터시편(71)을 분리하면 상기 모재(43)와 후막의 두께에 대응되는 내부공간(47‘)을 가진 틀(47)이 제작된다.
그리고 상기 틀(47)을 정반(45)의 상면에 고정시킨다. 상기 틀(47)의 내부공간(47‘)에 막재료 투입유닛(미도시)을 이용하여 막재료(41)를 도포한다. 이때 상기 막재료(41)는 형성될 후막의 두께보다 소정길이 만큼 더 두껍게 도포된다. 상기 틀(47)의 내부공간(47’)은 밀폐되어 형성되므로 막재료(41)가 외부로 유출되지 않는다.
상기 막재료(41)가 도포되면 블레이드 이동부(55)가 직선왕복 방향으로 이동하여 블레이드(63)를 상기 틀(47)의 일측단에 위치시킨다. 그리고 상기 블레이드 승강부(57)가 상기 블레이드 이동부(55)의 일측면을 따라 연직방향으로 이동하여 형성될 후막의 두께를 고려하여 상기 틀(47)의 상방에 위치한다.
상기 블레이드(63)가 틀(47)의 상방에 정렬되면, 직선왕복 방향으로 이동하면서 틀(47)의 내부에 도포된 막재료(41)를 압착하여 긁어낸다. 이때 상기 블레이드(63)가 구비된 블레이드 지지판(61)의 상면에 위치한 로딩부(65)에 의해 하방으로 일정한 하중이 가해진다. 그러면 상기 틀(47)의 탄성과 상기 로딩부(65)의 하중에 의한 반발력을 계산하여 막재료(41)의 도포두께를 조절할 수 있다. 상기 로딩부(65)에 의해 하중이 가해지면, 상기 블레이드(63)가 상기 틀(47)의 일측단에서 타측단까지 이동하면서 원하는 후막의 두께만큼 막재료(41)를 압착하여 긁어낸다.
상기 블레이드(63)에 의한 막재료 제거 과정이 완료되면 상기 막재료(41)를 경화시킨다. 경화시에는 막재료(41) 자체의 중력에 의해 하방으로 막재료(41)가 침강하면서 중력평탄화가 이루어진다. 상기 막재료(41)가 경화된 이후에 상기 모재(43)를 틀(47)에서 분리한다. 그러면 상기 모재(43) 위에 원하는 두께를 가진 후 막이 형성된다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 후막형성장치 및 및 이를 이용한 후막형성방법에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
먼저, 저점도의 막재료를 도포하는 경우 틀의 밀폐된 내부공간에 막재료를 도포하므로 도포 이후에 막재료가 흩어지거나 흘러내리지 않는다. 따라서 막재료의 성질과 상관없이 후막을 형성할 수 있으므로 다양한 재료를 사용하여 원하는 후막을 형성할 수 있다.
또한 로딩부의 하중과 탄성있는 소재로 구성된 틀의 반발력을 계산하여 후막의 두께를 설정하므로, 후막의 두께를 균일하고 정확하게 생성할 수 있어서 제품의 제작정밀도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 상면이 평평한 정반과;
    상기 정반의 상면에 구비되고 내부가 요입되어 내부공간이 형성된 틀과;
    상기 틀의 상방에 위치하고 구동부에 의해 구동되어 상기 틀의 내부에 도포되는 막재료의 상면을 압착하여 긁어내는 블레이드와;
    상기 블레이드와 연결되고 연직방향으로 이동하여 상기 블레이드의 동작위치를 조절하는 블레이드 승강부와;
    상기 블레이드 승강부에 일단이 연결되고 상기 구동부에 타단이 연결되며, 상기 정반의 상면에 직선왕복 방향으로 이동가능하게 구비되어 상기 블레이드를 이동시키는 블레이드 이동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 후막형성장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 틀은,
    탄성있는 소재로 구성되고 내부에 형성된 내부공간이 모재의 형상과 대응하도록 형성됨을 특징으로 하는 후막형성장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 블레이드에는 하방으로 하중을 작용시켜 상기 틀의 탄성력과 하중의 반발력을 이용하여 상기 모재에 형성될 후막의 두께를 제어하는 로딩부가 더 구비됨을 특징으로 하는 후막형성장치.
  4. 상면이 평평한 정반과;
    상기 정반의 상면에 구비되고 탄성있는 소재로 구성되어 내부공간이 모재의 형상과 대응하도록 요입된 틀과;
    상기 틀의 상방에 위치하고 상기 틀의 내부에 도포되는 막재료의 상면을 압착하여 긁어내는 블레이드와;
    상기 정반의 상면에 구비되고 상기 블레이드를 이동시키고 조절하는 블레이드 이동 어셈블리를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 후막형성장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 블레이드에는 하방으로 하중을 작용시켜 상기 틀의 탄성력과 하중의 반발력을 이용하여 상기 모재에 형성될 후막의 두께를 제어하는 로딩부가 더 구비됨을 특징으로 하는 후막형성장치.
  6. 탄성있는 소재로 구성된 틀의 내부에 모재를 안착하는 모재안착단계와,
    상기 틀의 내부에 설치된 모재 상에 막재료를 도포하는 막재료 도포단계와,
    블레이드를 이용하여 모재의 상방에 도포된 막재료를 소정두께로 압착하여 긁어내는 막형성단계와,
    상기 모재의 상방에 도포된 막재료를 건조하는 건조단계와,
    상기 막재료가 건조된 상기 모재를 상기 틀에서 분리하는 분리단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 후막형성방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 막재료 도포단계 이후에는 상기 모재의 상방에 구비된 블레이드에 하중을 부여하고 틀의 탄성력과의 반발력을 이용하여 막두께를 조절하는 막두께 조절단계가 더 구비됨을 특징으로 하는 후막형성방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 막재료 도포단계에서 막재료는 형성될 후막의 두께보다 더 두껍게 도포됨을 특징으로 하는 후막형성방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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