KR100783067B1 - 유체 코팅 방법 및 이를 수행하기 위한 유체 코팅 장치 - Google Patents

Abstract

유체 코팅 방법 및 코팅 장치에 있어서, 유체를 분사시킨 후, 상기 분사된 유체를 처리하여 연속된 흐름을 갖는 수막을 형성한다. 이어서, 상기 수막으로 기판을 이송시켜 상기 기판 상에 상기 유체를 도포시킨다. 이 경우에 있어서, 상기 분사된 유체를 수막 플레이트에 접촉시켜서 상기 수막을 형성할 수 있다.

Description

유체 코팅 방법 및 이를 수행하기 위한 유체 코팅 장치{Method for Coating Fluid and Apparatus for Coating Fluid for Performing The Same}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 코팅 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시된 유체 코팅 장치를 나타내는 측면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 유체 코팅 장치를 사용한 유체 코팅 방법을 나타내는 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 기판 100 : 기판 처리 장치

101 : 챔버 110 : 기판 이송부

112 : 회전축 114 : 이송 롤러

120 : 입구 122 : 출구

200 : 슬릿 노즐 202 : 노즐 몸체

210 : 토출구 212 : 공급로

220 : 유체 제공부 300 : 수막 플레이트

본 발명은 유체 코팅 방법 및 이를 수행하기 위한 유체 코팅 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 디스플레이 장치 등과 같은 평판 디스플레이 장치의 제조를 위한 평판형 기판 상에 유체를 균일하게 코팅하기 위한 유체 코팅 방법 및 이를 수행하기 위한 유체 코팅 장치에 관한 것이다.

최근 들어, 정보 처리 기기는 다양한 형태의 기능과 더욱 빨라진 정보 처리 속도를 갖도록 급속하게 발전하고 있다. 이러한 정보 처리 장치는 가동된 정보를 표시하기 위해 디스플레이 장치를 가진다. 디스플레이 장치는 반도체 기술의 급속한 발전에 따라 가볍고 공간을 작게 차지하는 평판 디스플레이 사용이 급격히 증대하고 있다.

일반적으로 표시장치용 유리 기판들은 주처리 공정에서 포토레지스트 도포액이나 감광성 폴리아미드 수지, 컬러 필터용 염색체 등으로 이루어지는 박막층이 기판의 주면에 형성되고, 이 기판들은 기판 반송장치에 로딩되어 일방향으로 이동되면서 후처리 공정 예를 들면, 약액 도포 공정, 세정 공정 및 건조 공정 등을 거치게 된다.

이러한 평판 표시 장치의 제조 공정에 있어서, 도포 공정은 노광 광원에 반응하는 포토레지스트와 같은 감광액을 기판 상에 도포하는 공정이다. 상기 도포 공정을 수행하는 방법으로 스핀 코팅 방법, 슬릿 코팅 방법 등이 있다.

도포 공정을 수행하는 방법 중에서 스핀 코팅 방법은 기판이 회전하는 지지부 상에 놓여지고 지지부 중심 상부에 배치된 노즐로부터 감광액이 기판 상으로 공 급되는 방식이다. 감광액은 지지부의 회전에 의해 중심부로부터 가장자리로 퍼져 나가면서 도포가 이루어진다. 그러나, 기판이 대면적화됨에 따라 기판을 회전시키기 어렵고, 고가의 약액이 다량 소모되는 문제가 있다.

또한, 상기 도포 공정을 수행하기 위한 방법 중에서는 슬릿 코팅 방법은 분사구가 기판의 폭과 유사한 길이의 슬릿을 갖는 슬릿 노즐을 사용하여 기판 상에 감광액을 분사하는 방식이다.

그러나, 이 경우에 있어서, 슬릿 노즐의 길이 방향을 따라 전체적으로 균일한 감광액이 분사가 이루어지지 않아, 특히, 기판의 에지 부분에 도포되지 않거나 불균일한 도포가 이루어지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 기판 상에 유체를 균일하게 코팅하기 위한 유체 코팅 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상술한 유체 코팅 방법을 수행하기 위한 유체 코팅 장치를 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 유체 코팅 방법에 있어서, 유체를 분사시킨 후, 상기 분사된 유체를 처리하여 연속된 흐름을 갖는 수막을 형성한다. 이어서, 상기 수막으로 기판을 이송시켜 상기 기판 상에 상기 유체를 도포시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분사된 유체를 수막 플레이트에 접촉시 켜서 상기 수막을 형성할 수 있다. 또한, 상기 유체는 슬릿 모양으로 분사될 수 있다.

상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 유체 코팅 장치는 기판을 이송시키는 이송 롤러들을 구비하는 기판 이송부, 상기 이송 롤러들 상부에 배치되어 상기 기판 상에 유체를 분사하며, 상기 유체가 분사되는 토출구를 갖는 슬릿 노즐, 및 상기 토출구와 이격 설치되고, 상기 분사되는 유체와 접촉하여 연속된 흐름을 갖는 수막을 형성하기 위한 수막 플레이트를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수막 플레이트는 상기 이송 롤러들 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 수막 플레이트의 일단부는 아치 형상의 단면을 가질 수 있다. 상기 유체는 감광액 또는 현상액일 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 유체 코팅 방법은 토출구로부터 분사되는 유체를 상기 토출구 바로 밑에 배치되는 수막 플레이트와 접촉시켜 연속된 흐름을 갖는 수막을 형성하는 단계와 상기 수막으로 기판을 이송시켜 상기 기판 상에 상기 유체를 도포시키는 단계를 포함한다.

이리하여, 상기 수막의 균일한 흐름에 의해 상기 기판 상에 감광액이나 현상액 등과 같은 유체를 균일하게 코팅할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유체 코팅 방법 및 이를 수행하기 위한 유체 코팅 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형 태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 코팅 장치를 나타내는 개략적인 구 성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 유체 코팅 장치를 나타내는 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 챔버(101) 내에 배치되어 기판(10)을 이송시키는 이송 롤러들(114)을 구비하는 기판 이송부(110), 이송 롤러들(114) 상부에 배치되어 기판(10) 상에 유체를 분사하며, 상기 유체가 분사되는 토출구(210)를 갖는 슬릿 노즐(200) 및 토출구(210)와 이격 설치되고, 상기 분사되는 유체와 접촉하여 연속된 흐름을 갖는 수막(F)을 형성하기 위한 수막 플레이트(300)를 포함한다.

챔버(101)는 기판(10) 상에 유체를 균일하게 도포하기 위한 공간을 제공할 수 있다. 챔버(101)의 일측벽에는 기판(10)의 유입 통로인 입구(120)가 형성되고, 이와 마주보는 타측벽에는 기판(10)의 유출 통로인 출구(122)가 형성될 수 있다. 또한, 챔버(101)의 하부벽에는 배출구(도시되지 않음)가 형성되어 기판(10) 상에 공급된 유체를 외부로 배출할 수 있다.

예를 들면, 평판형 기판(10)은 액정 디스플레이(liquid crystal display: LCD), 플라즈마 디스플레이(plasma display: PDP), 진공 형광 디스플레이(vacuum fluorescent display: VFD), 전계 형광 디스플레이(field emission display: FED) 또는 전계 방출 디스플레이(electro luminescence display: ELD)를 제조하기 위한 기판일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 다른 기판 처리 장치(100)는 유리 기판과 같은 평판형 기판(10)을 처리하기 위한 챔버(101) 내에서 상기 기판을 일 방향으로 이송하기 위하여 기판 이송부(110)를 포함할 수 있다.

상기 기판 이송부(110)는 기판(10)을 이송시키기 위한 회전축(112)과 상기 회전축 상에 구비되어 상기 기판과 접촉하여 상기 기판을 이송시키는 이송 롤러들(114)을 포함할 수 있다.

상기 복수의 회전축(112)들은 일 방향으로, 예를 들면, 상기 기판의 이송 방향을 따라 서로 평행하게 배열될 수 있다. 또한, 상기 이송 롤러들(114)은 처리 또는 이송하고자 하는 기판의 크기에 따라 변화될 수 있으며, 상기 회전축(112)의 길이, 수량 및 상기 이송 롤러들(114)의 수량 등에 의해 본 발명의 범위가 한정되지는 않을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 회전축(112)은 한 쌍의 마그네틱 디스크들의 자기력에 의해 전달된 구동 모터의 회전력에 의해 회전될 수 있다.

소정의 공정이 처리된 기판(10)은 챔버(101)의 입구(120)를 통해 챔버(101) 내부로 반입된다. 구체적으로, 기판(10)은 이송 롤러들(114) 상부에 놓여지고, 이송 롤러들(114)이 회전함에 따라 일방향으로 이송된다.

기판(10)을 이송시키는 이송 롤러들(114) 상부에는 상기 기판 상에 유체를 분사하는 슬릿 노즐(200)이 배치된다. 상기 슬릿 노즐(200)은 노즐 몸체(202)와 상기 유체가 분사되는 토출구(210)를 갖는다. 예를 들면, 상기 노즐 몸체(202)는 기판(10)의 폭과 유사한 길이를 가질 수 있다. 또한, 상기 토출구(210)는 상기 노즐 몸체의 길이 방향을 따라 슬릿 형상으로 형성될 수 있다.

상기 노즐 몸체(202) 내에는 유체를 공급하는 공급로(212)가 형성되고, 상기 공급로는 상기 슬릿 노즐(200)에 유체를 제공하는 유체 제공부(220)와 연결된다. 예를 들면, 상기 유체는 감광액 또는 현상액을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수막 플레이트(300)는 상기 이송 롤러들(114) 사이에 배치될 수 있다. 상기 수막 플레이트(300)는 슬릿 노즐(200)의 토출구(210)와 이격 배치될 수 있다.

또한, 상기 수막 플레이트(300)의 일단부는 아치 형상의 단면을 가질 수 있다. 상기 토출구(210)는 아치 형상의 단면을 갖는 수막 플레이트(300)의 일단부 상에 배치될 수 있다. 상기 토출구(210)와 상기 수막 플레이트(300)의 일단부와의 이격 거리는 유체의 점성도와 공정 조건 등에 따라 조절될 수 있다.

상기 토출구(210)로부터 분사되는 유체는 토출구(210) 바로 밑에 배치되는 수막 플레이트(300)의 일단부와 접촉하게 된다. 상기 수막 플레이트(300)의 일단부는 상기 토출구와 인접하여 배치되므로, 상기 분사된 유체는 액적을 형성하기 전에 수막 플레이트(300)와 접촉하게 되어 연속된 흐름을 갖는 수막(F)을 형성하게 된다. 이 때, 상기 수막(F)이 연속적이며 균일한 흐름을 갖도록 상기 슬릿 노즐의 분사 압력을 적절하게 조절할 수 있다. 따라서, 슬릿 노즐(200)의 토출구(210)로부터 유체가 분사되면, 상기 토출구(210)로부터 상기 수막 플레이트(300)의 일단부에 이르는 수막(F)이 연속적인 흐름을 갖으면서 형성된다.

상기 수막 플레이트(300)는 기판(10)과 접촉하는 상기 이송 롤러들(114)의 높이보다 낮게 배치된다. 이에 따라, 이송 롤러들(114)에 의해 이송되는 기판(10)은 상기 수막 플레이트(300) 보다 높은 위치에서 이동하게 된다.

챔버(101)의 입구(120)를 통해 반입된 기판(10)은 이송 롤러들(114)의 회전에 의해 상기 슬릿 노즐(200)을 향해 이동하게 된다. 이 때, 상기 슬릿 노즐의 토출구(210)로부터 유체가 분사되고, 상기 분사된 유체는 상기 수막 플레이트(300)의 일단부와 접촉하여 연속된 흐름을 수막(F)을 형성한다. 이후, 이송 롤러들(114)에 의해 상기 기판(10)은 상기 수막(F)을 지나가게 되고, 상기 기판(10) 상에 상기 유체가 균일하게 도포된다.

이하, 언급한 도 1의 유체 코팅 장치를 사용한 유체 코팅 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 도 1에 도시된 유체 코팅 장치를 사용한 유체 코팅 방법을 나타내는 순서도이다.

도 3을 참조하면, 슬릿 노즐과 같은 유체 분사 장치를 통해 유체를 분사시킨다.(S100) 본 발명에 따르면, 상기 슬릿 노즐은 유체가 코팅되는 기판의 폭과 유사한 길이를 가질 수 있다. 또한, 상기 유체가 분사되는 상기 슬릿 노즐의 토출구는 상기 기판의 폭 방향을 따라 슬릿 형상으로 형성될 수 있다.

이후, 상기 토출구로부터 분사되는 유체를 처리하여 연속된 흐름을 갖는 수막을 형성시킨다.(S200) 본 발명에 따르면, 상기 분사된 유체를 수막 플레이트에 접촉시켜서 상기 수막을 형성할 수 있다.

예를 들면, 상기 수막 플레이트는 상기 슬릿 노즐의 토출구와 일정 간격 이격되어 배치되고, 상기 수막 플레이트의 상부에는 상기 슬릿 노즐의 토출구가 배치 될 수 있다. 또한, 상기 수막 플레이트의 일단부는 아치 형상의 단면을 가질 수 있다.

상기 토출구는 아치 형상의 단면을 갖는 수막 플레이트의 일단부 상에 배치될 수 있다. 상기 토출구와 상기 수막 플레이트의 일단부와의 이격 거리는 유체의 점성도와 공정 조건 등에 따라 조절될 수 있다.

상기 토출구로부터 분사되는 유체는 토출구 바로 밑에 배치되는 수막 플레이트의 일단부와 접촉하게 된다. 상기 수막 플레이트의 일단부는 상기 토출구와 인접하여 배치되므로, 상기 분사된 유체는 액적을 형성하기 전에 수막 플레이트와 접촉하게 되어 연속된 흐름을 갖는 수막(F)을 형성하게 된다. 이 때, 상기 수막(F)이 연속적이며 균일한 흐름을 갖도록 상기 슬릿 노즐의 분사 압력을 적절하게 조절할 수 있다.

이후, 상기 수막으로 기판을 이송시켜 상기 기판 상에 상기 유체를 도포시킨다.(S300) 본 발명에 따르면, 먼저 상기 기판을 회전 가능한 이송 롤러들에 의해 이동시킨다. 이 때, 상기 수막 플레이트는 상기 이송 롤러들 사이에 배치되고, 상기 기판과 접촉하는 이송 롤러들의 높이보다 낮게 배치될 수 있다. 상기 기판을 상기 슬릿 노즐을 향해 이동시키고, 이후, 상기 기판은 연속된 흐름을 갖는 상기 수막을 통과하게 된다.

상기 기판이 상기 수막을 통과하게 되면, 상기 수막의 균일한 흐름에 의해 상기 기판 상에는 감광액이나 현상액 등과 같은 유체가 균일하게 코팅된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체 코팅 방법은 토출구로부터 분사되는 유체를 상기 토출구 바로 밑에 배치되는 수막 플레이트와 접촉시켜 연속된 흐름을 갖는 수막을 형성시키고, 상기 수막으로 기판을 이송시켜 상기 기판 상에 상기 유체를 도포시킨다.

이리하여, 상기 수막의 균일한 흐름에 의해 상기 기판 상에 감광액이나 현상액 등과 같은 유체를 균일하게 코팅할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

1. 유체를 분사시키는 단계;

   상기 분사된 유체를 처리하여 연속된 흐름을 갖는 수막을 형성하는 단계; 및

   상기 수막으로 기판을 이송시켜 상기 기판 상에 상기 유체를 도포시키는 단계를 포함하는 유체 코팅 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유체를 처리하는 단계는 상기 분사된 유체를 수막 플레이트에 접촉시켜서 상기 수막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 코팅 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 유체는 슬릿 모양으로 분사되는 것을 특징으로 하는 유체 코팅 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 유체는 감광액 또는 현상액인 것을 특징으로 하는 유체 코팅 방법.
5. 기판을 이송시키는 이송 롤러들을 구비하는 기판 이송부;

   상기 이송 롤러들 상부에 배치되어 상기 기판 상에 유체를 분사하며, 상기 유체가 분사되는 토출구를 갖는 슬릿 노즐; 및

   상기 토출구와 이격 설치되고, 상기 분사되는 유체와 접촉하여 연속된 흐름을 갖는 수막을 형성하기 위한 수막 플레이트를 포함하는 유체 코팅 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 수막 플레이트는 상기 이송 롤러들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 코팅 장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 수막 플레이트의 일단부는 아치 형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 유체 코팅 장치.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 유체는 감광액 또는 현상액인 것을 특징으로 하는 유체 코팅 장치.

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