KR100811695B1 - 기판 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판표시소자의 기판 건조에 필요한 시간을 단축하도록 한 기판 건조장치에 관한 것으로서, 기판에 고압의 가열된 기체를 분사하기 위한 제1 건조 모듈과; 냉기 기체를 분사하기 위한 제2 건조 모듈과; 기판을 상기 제1 건조 모듈 및 제2 건조 모듈이 위치한 곳으로 이송시키기 위한 컨베이어와; 상기 제1 건조 모듈, 제2 건조 모듈, 컨베이어 중 적어도 어느 하나와 통신을 수행하여, 제어신호를 전송하거나 또는 모니터링 정보를 수신하여 출력하기 위한 제어부를 포함하며, 본 발명은 하나의 컨베이어 상에 적외선 건조 모듈와 쿨링 모듈를 연속되게 배치함으로써, 기판의 건조 및 냉각 과정을 신속하게 처리할 수 있다는 효과가 있다.

건조, 램프히터, 기체

Description

기판 건조장치{APPARATUS FOR DRYING SUBSTRATE}

도 1은 통상의 유기발광다이오드 표시소자의 구조를 개략적으로 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 기판 건조장치의 전체 구성도.

도 3은 본 발명에 적용되는 제어부의 일실시예 구성도.

도 4는 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈의 일실시예 분해 사시도.

도 5는 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈의 좌측면도.

도 6은 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈의 정면도.

도 7은 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈의 저면도.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈의 종단면도.

도 9는 본 발명에 적용되는 쿨링 모듈의 종단면도.

도 10은 본 발명에 따른 기판 건조장치의 동작을 설명하기 위한 일예시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 지지대 2 : 외장 커버

3 : 유지보수용 커버 4 : 버퍼블록

5, 5' : 반사판 6 : 램프히터

7 : 램프히터 브라켓 8 : 온도센서

9 : 기체 입력단 10 : 버퍼블록 커버

11 : 에어슛팅 블레이드 13 : 제1 버퍼공간

14 : 제2 버퍼공간 15 : 아웃렛 홀

16 : 노즐 17a : 광센서의 발광부

17b : 광센서의 수광부 18 : 온도감지 센서 브라켓

19 : 온도감지 센서 20 : 적외선 건조 모듈

30 : 쿨링 모듈 40 : 제어부

50 : 컨베이어 100 : 기판

101 : 박막패턴 102 : 수분

16a, 16a' : 제1 외부 프레임 16b, 16b' : 제2 외부 프레임

본 발명은 기판 건조장치에 관한 것으로서 특히, 평판표시소자의 기판 건조에 필요한 시간을 단축하도록 한 기판 건조장치에 관한 것이다.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시소자들(Flat Panel Display, FPD)이 개발되고 있다. 이러한 평판표시 소자에는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel. PDP) 및 전계발광소자(Electroluminescence Device, EL) 등이 있다.

이들 중에 플라즈마 디스플레이 패널은 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박단소하면서도 대화면화에 가장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. 스위칭 소자로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 한다)가 적용된 액티브 매트릭스 LCD는 반도체공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어려움이 있지만 노트북 컴퓨터의 표시소자로 주로 이용되면서 수요가 늘고 있다. 이에 비하여, 전계발광소자는 발광층의 재료에 따라 무기 전계발광소자와 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode, OLED)로 대별되며 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.

도 1은 통상의 유기발광다이오드 표시소자의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.

즉, 표시소자인 유기발광다이오드소자는 도 1과 같이 기판 상에 투명도전성물질로 이루어진 애노드전극을 형성하고, 유기 화합물층 및 도전성 금속으로 된 캐소드전극이 적층된다. 유기 화합물층은 정공주입층(Hole injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL)을 포함한다.

애노드전극과 캐소드전극에 구동전압이 인가되면 정공주입층(HIL) 내의 정공과 전자주입층(EIL) 내의 전자는 각각 발광층(EML) 쪽으로 진행하여 그 발광층(EML)을 여기시키고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 발산하게 한다. 이렇게 발광층으로부터 발생되는 가시광으로 화상 또는 영상을 표시하게 된다.

이러한 OLED를 비롯하여 대부분의 평판표시소자를 제조하기 위한 제조공정은 포토리소그라피(Photorithography) 공정을 이용하여 박막을 패터닝하고 있다. 포토리소그라피 공정은 유기물 또는 무기물을 포함한 박막재료의 증착공정, 포토레지스트(Photo-resist, PR)의 코팅공정, 에칭공정, 포로레지스트의 제거를 위한 현상공정, 세정공정을 포함한다. 이러한 각 공정에서 기판 상에 형성된 수분을 제거하기 위하여 건조장치가 설치되고 있다.

한편, 포토레지스터의 코팅공정에서 포토레지스터를 박막 상에 잘 융착시키기 위하여 적외선 건조 모듈 장치 내에서 기판이 적정 온도로 가열된 후 건조장치에서 기판 상에 형성된 물이나 수분이 완전히 제거된다. 그리고 가열된 기판을 식히기 위하여 쿨링 모듈에서 가열된 기판이 냉각된다. 이러한 일련의 기판의 가열, 건조, 쿨링에 소요되는 시간은 제조공정 시간의 단축을 어렵게 하여 평판표시소자의 생산량을 늘리는데 한계가 있었다.

즉, 종래에는 포토 레지스터를 경화시키기 위하여 적외선 건조 모듈에서 다소 높은 온도로 기판을 가열하는 적외선 건조 모듈 공정과, 가열된 기판을 식히기 위하여 쿨링 모듈에서 냉각을 하는 쿨링 모듈 공정이 개별적인 공간과 장치들에 의하여 개별적으로 수행됨으로써, 작업시간 역시 상당한 시간이 소요되기 때문에 평 판표시소자의 생산량이 낮아진다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 평판표시소자의 기판 건조에 필요한 적외선 건조 모듈 공정과 쿨링 모듈 공정을 일괄적으로 수행할 수 있는 기판 건조장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 평판표시소자의 기판을 건조시키기 위한 기판 건조장치에 있어서, 상기 기판을 가열하기 위한 가열수단과, 노출된 적어도 하나 이상의 제1 노즐을 통해 상기 기판에 고압의 가열된 기체를 분사하기 위한 온기 분사수단과, 상기 가열수단을 지지함과 아울러 상기 온기 분사수단이 내장되는 제1 외장 커버가 하나의 모듈로 일체화된 제1 건조 모듈과; 노출된 적어도 하나 이상의 제2 노즐을 통해 상기 기판에 고압의 냉기 기체를 분사하기 위한 냉기 분사수단과, 상기 냉기 분사수단이 내장되는 제2 외장 커버가 하나의 모듈로 일체화된 제2 건조 모듈과; 기판을 상기 제1 건조 모듈 및 제2 건조 모듈이 위치한 곳으로 이송시키기 위한 컨베이어와; 상기 제1 건조 모듈, 제2 건조 모듈, 컨베이어 중 적어도 어느 하나와 통신을 수행하여, 제어신호를 전송하거나 또는 모니터링 정보를 수신하여 출력하기 위한 제어부를 포함하며, 상기 온기 분사수단의 상기 가열수단은, 하나 이상의 램프히터; 및 상기 램프히터로부터 발산될 열을 상기 기판 방향으 로 반사시키기 위해 오목렌즈 형상으로 상기 램프히터의 상단에 배치된 반사판을 포함한다.

이하, 도 2 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 기판 건조장치의 전체 구성도로서, 본 발명에 따른 기판 건조장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 온기를 분사하는 적외선 건조 모듈(20)(이하, '제1 건조모듈'이라 함), 냉기를 분사하는 쿨링 모듈(30)(이하, '제2 건조모듈'이라 함), 기판을 상기 적외선 건조 모듈과 쿨링 모듈의 위치로 이송하기 위한 컨베이어(50) 및 상기 적외선 건조 모듈, 쿨링 모듈과 컨베이어의 동작을 제어하기 위한 제어부(40)를 포함하여 구성되어 있다.

즉, 증착공정, 포토레지스트(Photo-resist, PR)의 코팅공정, 에칭공정, 포로레지스트의 제거를 위한 현상공정, 세정공정 등을 거친 기판(100)은 컨베이어(50)를 따라 상기 적외선 건조 모듈(20) 및 쿨링 모듈(30)를 통과하면서 건조 과정 및 냉각과정을 거치게 되는 것이다.

이때, 상기 제어부(40)는 상기 컨베이어(50)의 구동을 제어하여 기판을 이송시키는 한편, 기판의 위치에 따라 상기 적외선 건조 모듈(20) 또는 쿨링 모듈(30)의 동작을 제어하거나 상기 적외선 건조 모듈(20) 또는 쿨링 모듈(30)의 동작을 모니터링 함으로써 전체적인 기판 건조 과정이 원활히 수행되도록 하는 것으로서, 상기 제어부(40)의 구성 및 기능은 이하에서 도 3을 참조하여 상세히 설명된다.

한편, 본 발명에 따른 기판 건조장치는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 적외 선 건조 모듈(20)에 연결된 가열기(60)와, 상기 쿨링 모듈(30)에 연결된 냉각기(70)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 적외선 건조 모듈(20)은 이하에서 설명될 램프에 의하여 기판 건조를 위한 공기(Air)를 가열시켜 분사하는 기능을 수행하고 있지만, 상기 램프에 의한 공기의 가열이 미약할 수 있음으로, 본 발명은 상기 가열기(60)를 더 구비하여 상기 적외선 건조 모듈(20)로 인가되는 공기를 미리 어느 정도 가열시킬 수 있다.

또한, 상기 쿨링 모듈(30)은 기판 건조를 위한 공기를 냉각시켜 분사하는 기능을 수행하고 있지만, 상기 적외선 건조 모듈(20)과 마찬가지로 공기를 냉각시킬 수 있는 한계가 있음으로, 본 발명은 상기 냉각기(70)를 더 구비하여 상기 쿨링 모듈(30)로 인가되는 공기를 미리 어느 정도 냉각시킬 수 있다.

이때, 상기 가열기(60) 및 냉각기(70)의 구동은 상기 제어부(40)에 의해 제어될 수 있으며, 그 동작상태는 상기 제어부(40)를 통해 모니터링될 수 있다.

도 3은 본 발명에 적용되는 제어부의 일실시예 구성도로서, 상기 제어부(40)는 도면에 도시된 바와 같이, 상기 적외선 건조 모듈, 쿨링 모듈과 컨베이어의 제어에 필요한 각종 제어신호를 입력하기 위한 입력기(44), 필요한 프로그램 및 제어용 데이터를 저장하기 위한 저장기(43), 상기 적외선 건조 모듈, 쿨링 모듈과 컨베이어와의 통신을 수행하기 위한 통신기(41), 상기 입력기와 통신기를 통해 수신된 각종 정보들을 관리자가 확인할 수 있도록 출력하기 위한 출력기(45) 및 상기 각 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 제어기(42)를 포함하여 구성되어 있다.

이때, 상기 통신기(41)는 상기 적외선 건조 모듈, 쿨링 모듈 및 컨베이어의 제어를 위한 신호를 전송하거나 그로부터 전송된 신호를 수신하기 위한 것으로서, 유선 또는 무선을 이용한 일반적인 통신장치들이 이용될 수 있다.

또한, 상기 저장기(43)는 제어부 자체의 구동에 필요한 각종 프로그램 및 상기 적외선 건조 모듈, 쿨링 모듈과 컨베이어를 제어하기 위한 각종 프로그램을 저장하고 있으며, 상기 장치들로부터 수신된 각종 정보, 예를 들어 상기 구성요소들의 동작 상태에 대한 모니터링 정보 등을 저장할 수 있다.

한편, 상기 입력기(41)를 통해 상기 적외선 건조 모듈, 쿨링 모듈과 컨베이어에 대한 제어신호가 입력되면, 상기 제어기(42)는 상기 저장기(43)에 저장되어 있는 특정 프로그램을 구동시켜 상기 통신기(41)를 통해 제어신호를 상기 장치들로 전송하게 되며, 필요한 정보들을 상기 출력기(45)를 통해 출력함으로써, 사용자가 모니터링할 수 있도록 한다.

그러나, 상기 적외선 건조 모듈 및 쿨링 모듈은, 이하에서 설명되는 바와 같이 컨베이어에 의해 이송되는 기판을 센서를 통해 직접 감지하는 기능이 포함되어 있기 때문에, 상기 적외선 건조 모듈 및 쿨링 모듈를 제어하는 상기 제어부(40)의 기능은, 특수한 상황 예를 들어 센서의 불량 등에 의해 상기 적외선 건조 모듈 및 쿨링 모듈의 동작이 정지되는 상태 등을 예방하기 위한 것이다. 따라서, 상기 제어부의 주 기능은, 상기 컨베이어(50)의 구동을 제어하고, 상기 적외선 건조 모듈 및 쿨링 모듈의 동작 상태 정보를 수신하여 상기 출력기(45)를 통해 해당 정보를 출력하는 것이다.

도 4는 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈의 일실시예 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈의 좌측면도이고, 도 6은 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈의 정면도이며, 도 7은 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈의 저면도이다. 이하에서는, 상기 도면들을 참조하여 상기 적외선 건조 모듈(20)의 구성을 설명하도록 한다. 이때, 상기 쿨링 모듈(30)의 구성은 온기를 분사하기 위한 구성을 제외하고는 상기 적외선 건조 모듈의 구성과 유사하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.

즉, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈(20)은, 지지대(1), 외장 커버(또는 케이싱)(2), 기체 입력단(9), 유지보수용 커버(3), 버퍼블록(Buffer block)(4), 버퍼블록 커버(10), 에어슛팅 블레이드(Air shooting Blade)(11), 반사판(5), 램프히터(Lamp heater)(6), 램프히터 브라켓(7), 온도센서(8), 노즐(16) 및 광센서(17a, 17b)를 구비한다.

지지대(1)는 외장 커버(2)의 상면 좌우측에 분리 고정된 상태에서 상기 컨베이어(50)와 연결된 프레임에 고정됨으로써, 적외선 건조 모듈(20) 전체를 지지한다.

외장 커버(2)의 상면에는 다수의 기체 입력단(9)이 고정되고 그 내부에 버퍼블록(4), 버퍼블록 커버(10), 에어슛팅 블레이드(프런트 커버)(11)가 설치된다. 또한, 외장 커버(2)의 상면 좌우측 각각에는 유지보수용 개구부가 형성되고 그 개구부에는 유지보수용 커버(3)가 개폐 가능하게 설치된다. 외장 커버(2)의 저면은 개구(open)되고 그 개구부에 반사판(5)이 설치된다. 이러한 외장 커버(3)는 외부의 충격원이나 오염원으로부터 버퍼블록(4), 버퍼블록 커버(10), 에어슛팅 블레이 드(11)를 보호하고 반사판(5), 램프히터(6), 램프히터 브라켓(7), 온도센서(8), 온도감지 센서(19), 온도감지 센서 브라켓(18) 등을 지지하는 역할을 한다.

버퍼블록(4)은 일측면에 버퍼블록 커버(10)가 체결되고 타측면에 에어슛팅 블레이드(11)가 체결된다. 이 버퍼블록(4)과 에어슛팅 블레이드(11) 사이에는 기체를 분사하기 위한 노즐(16)이 형성된다. 버퍼블록(4), 버퍼블록 커버(10) 및 에어슛팅 블레이드(11)는 기체 입력단(1)으로부터 공급되는 기체(air)의 압력을 일정하게 조절하여 저면에 노출된 노즐을 통해 일정한 압력으로 기체를 분사하는 역할을 한다. 즉, 상기 버퍼블록(4)은 입력되어진 공기(Air)의 압력을 모든공간에 일정치로 평균화하기 위한 공간이고, 상기 버퍼블록 커버(10)는 상기 버퍼블록에 입력되어진 공기의 압력을 상기 버퍼블록 내의 모든 공간에 일정치로 평균화하기 위한 실링(Sealing) 용도로 사용되는 것이며, 상기 에어슛팅 블레이드(프런트 커버)(11)는 고압의 공기를 분사시키기 위한 덮게이다.

램프히터(6)는 내면에 형광체가 형성되고 방전가스가 밀봉된 유리관, 유리관의 양측에 설치되는 전극들을 포함한다. 이 램프히터(6)는 도시하지 않은 교류전력 구동기(혹은 인버터)로부터의 교류 고전압에 의해 점등되어 빛과 열을 발산하여 기판의 표면, 버퍼블록(4) 및 버퍼블록 커버(10)를 가열하는 역할을 한다. 이러한 램프히터(6)는 빛과 열을 발산하는 공지의 어떠한 램프로도 구현될 수 있고 그 예로, 할로겐램프, 자외선램프, 적외선램프, 백열등 램프 등이 이용될 수 있다. 이 램프히터(6)의 온도는 대략 20℃~200℃ 정도이다. 한편, 램프히터(6)로부터 발산되는 단파장의 빛은 기판 표면의 수분 깊숙히 침투하므로 건조효율과 건조속도를 높인다. 상기 램프히터(6)는 적어도 한 개 이상이 적용될 수 있다.

램프히터 브라켓(7)은 반사판(5)에 스크류로 고정되어 램프히터들(6)의 양측을 반사판(5) 상에 고정한다.

온도센서(8)는 외장 커버(2) 또는 반사판(5)에 스크류로 고정된다. 이 온도센서(8)는 건조장치의 온도를 실시간적으로 감지하기 위한 제1 온도센서와, 과열판정에 기준이 되는 기준 온도 이상의 온도를 감지하기 위한 제2 온도센서를 포함한다. 제1 온도센서는 도시하지 않은 제1 콘트롤러에 접속되고, 제1 콘트롤러는 제1 온도센서의 출력에 따라 램프히터(6)에 인가되는 전류를 조절하여 적외선 건조 모듈(20)의 온도를 제어한다. 그리고 제2 온도센서는 도시하지 않은 제2 콘트롤러에 접속되고, 제2 콘트롤러는 제2 온도센서의 출력이 미리 설정된 기준 온도 이상으로 감지되면 램프히터(6)를 턴-오프시킨다.

광센서(17a, 17b)는 반사판(5)에 부착된 발광부(17a)와, 그 발광부(17a)와 대향하는 수광부(17b)를 포함한다. 이 광센서(17a, 17b)는 건조장치에 대한 기판 진입 여부를 감지하여 상기 제1 콘트롤러에 접속되고, 제1 콘트롤러는 광센서(17a, 17b)의 출력에 따라 램프히터(6)와 기체를 공급하기 위한 펌프를 구동한다.

노즐(12)은 상기한 바와 같이 버퍼블록(4)과 에어슛팅 블레이드(11) 사이에 형성되어, 분사되는 기체의 와류를 억제하여 기판(100) 쪽으로 기체의 층류 흐름을 유도하는 기구로서, 적어도 1개 이상이 적용될 수 있으며, 상기 램프히터(6)를 경계로 하여 그 앞단 또는 뒷단 중 적어도 어느 한 부분에 형성될 수 있다.

온도감지 센서 브라켓(18)은 반사판(5)에 스크류로 고정되어 온도감지 센 서(19)를 반사판(5) 상에 고정한다. 온도감지 센서(19)는 반사판(5)의 중앙에 적어도 하나 이상 배치될 수 있으며, 상기 램프히터(6)가 다수개 설치되어 있는 경우에는, 상기 램프히터(6)의 사이에 배치될 수 있다. 온도감지 센서(19)는 상기 노즐 및 램프히터(6) 하단의 온도를 감지하기 위한 것으로서, 상기 노즐(12)에 의해 분사되는 기체 및 램프히터(6)로부터 발산되는 빛에 의한 주변의 온도를 감지하게 된다. 한편, 도면으로 도시되어 있지는 않지만, 상기 램프히터(6)의 하단에는 플레이트 브라켓에 의해 상기 반사판(5)에 고정되어 있는 플레이트가 추가적으로 더 구비되어, 기판의 건조 효과를 향상시킬 뿐만 아니라, 공정처리된 포토레지스트의 흄(이물질)이 상기 램프히터(6)의 표면에 묻지않도록 할 수 있다. 이러한 플레이트가 구비되어 있는 경우에, 상기 온도감지 센서(19)는 상기 플레이트에 형성될 수도 있다.

이때, 상기 적외선 건조 모듈(20)의 구성 요소들 중 모니터링이 필요한 구성 요소들 예를 들어, 광센서(17a, 17b), 램프히터(6), 온도센서(8), 온도감지 센서(19) 등은 상기 제어부(40)의 통신기(40)와 연결되어, 작동 상태 정보를 상기 제어부(40)로 전송함으로써, 사용자가 상기 적외선 건조 모듈(20)의 동작상태를 감지할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에 적용되는 쿨링 모듈(30)은 온기를 분사하기 위한 구성요소들, 예를 들어 램프히터, 램프히터 브라켓, 온도센서 및 반사판 등을 제외하고는 상기 적외선 건조 모듈(20)의 구성과 유사한 구성요소들을 포함하고 있으며, 그 구성에 대하여는 상기 쿨링 모듈(30)의 단면도를 나타낸 도 9에 대한 설명에서 간단 히 설명하도록 한다.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈의 종단면도이다.

먼저, 도 8a는 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명된 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈의 제1 실시예로서, 상기 버퍼블록(4)에는 제1 및 제2 버퍼공간(13, 14)이 형성되고, 제1 및 제2 버퍼공간(13, 14) 사이에는 기체의 유로를 형성하는 아웃렛 홀(15)이 형성된다. 제1 버퍼공간(13)은 버퍼블록(4)과 버퍼블록 커버(10)의 조립에 의해 버퍼블록(4)의 일측에 형성되고, 제2 버퍼공간(14)과 그에 연결된 노즐(16)은 버퍼블록(4)과 에어슛팅 블레이드(11)의 조립에 의해 버퍼블럭(4)의 타측에 형성된다. 입력단(9)을 통해 버퍼블록(4) 내로 유입되는 기체의 압력은 제1 버퍼공간(13), 아웃렛 홀(15) 및 제2 버퍼공간(14)으로 흐르면서 압력이 일정하게 변하게 된 후, 노즐(16)을 통해 기판으로 분사된다. 제1 버퍼공간(13) 내에서 기체가 램프히터(6)에 의해 가열되므로 노즐(16)을 통해 분사되는 기체의 온도는 대략 50℃ 정도이다. 이와 같은 적외선 건조 모듈(20)는 램프히터(6)에 의해 가열된 기판 상에 일정한 압력으로 가열된 기체를 분사하여 기판 상에서 나오는 수증기를 빠르게 증발시킨다. 램프히터(6)는 하나만이 설치될 수 있으나, 두 개 이상 설치되는 것이 바람직하며, 상기 램프히터(6)의 길이 방향 중앙 및 상기 램프히터(6)의 사이(램프히터가 하나인 경우에는 램프히터의 앞 또는 뒤)에는 온도감지 센서(19)가 설치되어 상기 램프히터(6)와 노즐(16)에 의한 기체의 온도를 감지하여 상기 제어부(40)로 전송할 수도 있다.

다음으로, 도 8b에 도시된 적외선 건조 모듈은 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈의 제2 실시예로서, 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈은 제1 실시예와 같이 노즐(16)을 하나만 구비할 수도 있으나, 도 8b에 도시된 바와 같이 두 개의 노즐(16, 16')을 구비할 수도 있다. 상기 두 개의 노즐(16, 16‘)은 상기 램프 히터(6)들의 전단 및 후단에 각각 배치된다.

즉, 도 8b에 도시된 적외선 건조 모듈은 두 개의 노즐(16, 16')을 포함하기 위하여, 제1 및 제2 버퍼공간(13, 14)에 대응되는 제3 및 제4 버퍼공간(13', 14')을 대칭적으로 구비하고 있다는 특징을 가지고 있다. 또한, 상기 제3 버퍼공간(13')에는 상기 입력단(9)에 대응되는 입력단(9')이 형성되어져 있다. 즉, 도 8b에 도시된 적외선 건조 모듈의 버퍼블록(4)에는 제1 노즐(16)로 기체를 분사하기 위한 제1 및 제2 버퍼공간(13, 14)이 형성되고, 제1 및 제2 버퍼공간 사이에는 기체의 유로를 형성하는 제1 아웃렛 홀(15)이 형성된다. 또한, 상기 버퍼블록(4)에는 제2 노즐(16')을 분사하기 위한 제3 및 제4 버퍼공간(13', 14')이 형성되고, 제3 및 제4 버퍼공간 사이에는 기체의 유로를 형성하는 제2 아웃렛 홀(15')이 형성된다. 한편, 제1 입력단(9)을 통해 상기 제1 버퍼공간(13)으로 유입되는 기체의 압력이 제1 버퍼공간(13), 제1 아웃렛 홀(15) 및 제2 버퍼공간(14)으로 흐르면서 일정하게 변하게 된 후, 제1 노즐(16)을 통해 기판으로 분사되는 것과 같은 방법으로, 제2 입력단(9')을 통해 상기 제3 버퍼공간(13')으로 유입되는 기체의 압력은 제3 버퍼공간(13'), 제2 아웃렛 홀(15') 및 제4 버퍼공간(14')으로 흐르면서 압력이 일정하게 변하게 된 후, 제2 노즐(16')을 통해 기판으로 분사된다. 상기한 바와 같이, 두 개의 노즐(16, 16')을 포함하는 적외선 건조 모듈(20)은, 전공정을 통해 기 판상에 형성된 수분 또는 물방울(102)을 일차적으로 제2 노즐(16')을 통해 증발시킨 후, 2차적으로 램프히터(6)를 이용하여 기판을 가열 건조 시키며, 마지막으로 제3 노즐을 이용하여 상기 기판 상에서 나오는 수증기를 빠르게 증발시키게 된다. 한편, 도 8b에 도시된 바와 같은 적외선 건조 모듈(20)은 램프히터(6)를 두개 사용하고 있는 것으로 설명되어지고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 따라서, 상기 램프가 탑재되는 공간을 연장시켜 2개 이상의 램프히터(6)를 사용할 수도 있으며, 상기 램프히터(6)에 플레이트를 추가적으로 더 구비하여 기판의 건조 효과를 향상시킬 수도 있다. 또한, 상기 적외선 건조 모듈(20)은 상기 램프(6)를 경계로 하여 그 앞단과 뒷단에 각각 하나씩의 노즐(6, 6')을 포함하고 있는 것으로 설명되어지고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 따라서, 상기 제1 노즐(16) 또는 제2 노즐(16') 중 적어도 어느 하나가 복수의 노즐 형태로 구성될 수도 있다. 도 8a에서 설명된 바와 같이 램프히터(6)는 하나만이 설치될 수 있으나, 두 개 이상 설치되는 것이 바람직하며, 상기 램프히터(6)의 길이 방향 중앙 및 상기 램프히터(6)의 사이(램프히터가 하나인 경우에는 램프히터의 앞 또는 뒤)에는 온도감지 센서(19)가 온도감지 센서 브라켓(18)에 의해 상기 반사판(5)에 고정되어 있다. 상기 온도감지 센서(19)는 상기 램프히터(6)와 노즐(16)에 의한 기체의 온도를 감지하여 상기 제어부(40)로 전송할 수도 있다. 상기 온도감지 센서(19)로부터 온도정보를 전송받은 제어부(40)는 사용자에 의해 기 설정되어 있는 온도값과 상기 온도정보를 전송하여 상기 램프히터(6)의 발열온도 또는 상기 노즐(16)로부터 분사되는 기체의 온도를 조정할 수 있다. 즉, 상기 램프히터(6) 및 노즐(16) 하단의 기 체의 온도는, 상기 램프히터(6) 및 노즐(16) 하단을 통과하는 기판을 건조시키면서도 기판에 손상을 가하지 않는 적정온도로 유지되어야 한다. 따라서, 상기 기체의 온도는, 상기 온도감지 센서(19) 및 제어부(40)에 의해 제어되도록 하는 것이 바람직하다.

마지막으로, 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈은 본 발명에 적용되는 적외선 건조 모듈의 제3 실시예로서, 도 8b에 도시된 제2 실시예의 구성을 일부 변경시킨 것이다.

즉, 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈은 도 8b에 도시된 적외선 건조 모듈을 기본 구성으로 한 것으로서, 두 개의 노즐(16, 16')을 포함하기 위하여, 제1 및 제2 버퍼공간(13, 14)에 대응되는 제3 및 제4 버퍼공간(13', 14')을 대칭적으로 구비하고 있고, 상기 제3 버퍼공간(13')에는 상기 입력단(9)에 대응되는 입력단(9')이 형성되어져 있다. 또한, 반사판(5’)의 중앙 및 램프히터(6)의 사이에는 도 8b에서 설명된 바와 같이, 온도감지 센서(19)가 온도감지 센서 브라켓(18)에 의해 상기 반사판(5’)에 고정되어 있다. 즉, 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈은 도 8b에 도시된 적외선 모듈과 유사한 구조를 가지고 있으나, 몇 가지 차이점을 가지고 있다.

첫째, 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈은, 상기 제1 및 제2 버퍼공간(13, 14) 사이와, 제3 및 제4 버퍼공간(13', 14') 사이에 도 8b에 도시된 바와 같은 아웃렛 홀(15, 15')이 형성되어 있지 않기 때문에, 상기 입력단(9, 9')으로부터 제1 및 제3 버퍼공간(13, 13')으로 유입된 기체는 직접 상기 제2 및 제4 버퍼공간(14, 14')으로 유입된다는 특징을 가지고 있다. 즉, 제1 입력단(9)을 통해 상기 제1 버 퍼공간(13)으로 유입되는 기체의 압력이 제1 버퍼공간(13) 및 제2 버퍼공간(14)으로 흐르면서 일정하게 변하게 된 후, 제1 노즐(16)을 통해 기판으로 분사되는 것과 같은 방법으로, 제2 입력단(9')을 통해 상기 제3 버퍼공간(13')으로 유입되는 기체의 압력은 제3 버퍼공간(13') 및 제4 버퍼공간(14')으로 흐르면서 압력이 일정하게 변하게 된 후, 제2 노즐(16')을 통해 기판으로 분사된다. 상기한 바와 같이, 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈은, 도 8b에 도시된 바와 같은 아웃렛 홀(15, 15')이 형성되어 있지 않기 때문에, 그 제조 공정이 단순화되고, 제조 비용이 절감된다는 효과가 있다.

둘째, 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈은 오목렌즈 형상의 반사판을 가지고 있다는 특징이 있다. 즉, 도 8a 및 도 8b에 도시된 적외선 건조 모듈들은 모든 램프히터(6)에 대하여 공통적으로 이용되는 평판 형태의 반사판(5)을 가지고 있으나, 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈은 각각의 램프히터(6) 상단에 개별적으로 형성된 오목렌즈 형태의 반사판(5')을 구비하고 있다. 오목렌즈 형태의 반사판(5')은 평판 형태의 반사판(5) 보다 상기 램프히터(6)의 열을 상기 램프히터(6)의 하단 방향으로 보다 집중시켜 반사시킬 수 있기 때문에, 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈의 기판 건조효율은 도 8b에 도시된 적외선 건조 모듈의 기판 건조효율보다 향상될 수 있다.

셋째, 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈은, 상기 제1 및 제2 노즐들(16, 16')의 외부 프레임의 끝단이 지면과 수평을 이루고 있다는 특징을 가지고 있다. 즉, 도 8a 및 도 8b에 도시된 제1 및 제2 노즐의 외부 프레임의 끝단은 지면과 사 선형태로 되어 있으나, 도 8c에 도시된 제1 및 제2 노즐의 외부 프레임은 상기 외장 커버(2)로부터 경사지게 형성된 제1 외부 프레임(16a, 16a') 및 상기 제1 외부 프레임과 연결되어 지면과 수평을 이루도록 형성된 제2 외부 프레임(16b, 16b')으로 구성되어 있다. 상기 제2 및 제4 버퍼공간(14, 14')을 통과한 기체는 상기 제2 외부 프레임(16b, 16b')의 끝단을 통해 기판으로 분사된다. 이때, 상기 기체는 상기 제2 외부 프레임(16b, 16b')의 형상에 의해 외부의 공간으로 빠져나가지 못하고, 기판이 이동되는 하부 방향으로만 유로를 형성하게 된다. 따라서, 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈은 도 8a 및 도 8b에 도시된 적외선 건조 모듈보다 기체의 분사에 의한 건조가 보다 효율적으로 이루어진다.

상기한 바와 같은 특징들 외에는 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈은 도 8a 및 도 8b에 도시된 적외선 건조 모듈과 그 구성 및 기능이 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략된다. 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈에는 상기한 바와 같은 광센서의 발광부(17a) 및 광센서의 수광부(17b)가 도시되어 있지는 않지만, 상기 광센서의 발광부(17a) 및 광센서의 수광부(17b)가 장착되어 이용될 수 있다. 한편, 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈의 상기 세 가지 특징들은 도 8a에 도시된 적외선 건조 모듈들에 적용될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 버퍼공간(13, 14) 사이와, 제3 및 제4 버퍼공간(13', 14') 사이에 도 8b에 도시된 바와 같은 아웃렛 홀(15, 15')이 형성되어 있지 않다는 첫 번째 특징 및 상기 제1 및 제2 노즐들(16, 16')의 외부 프레임의 끝단이 지면과 수평을 이루고 있다는 특징은 이하에서 설명될 쿨링 모듈에도 적용될 수 있다.

도 9는 본 발명에 적용되는 쿨링 모듈의 종단면도로서, 상기 쿨링 모듈(30)은 상기 적외선 건조 모듈(20)에 비하여 램프히터(6)가 없다는 점을 제외하고는 실질적으로 동일하다. 한편, 상기 쿨링 모듈(30)의 동작을 간단히 설명하면 다음과 같다.

즉, 상기 쿨링 모듈(30)에는 적외선 건조 모듈(20)에서와 같은 램프히터(6)가 구비되어 있지 않기 때문에, 제1 버퍼공간(13)에서 기체가 가열되지 않는다. 또한, 상기 버퍼공간(13) 내의 기체 압력이 높은 반면에 노즐(16)의 바깥쪽은 대기압으로서 낮기 때문에, 그들 사이의 압력차로 인하여 노즐(16)로부터 분사되는 기체는 흡열반응에 의해 온도가 낮아진다. 따라서, 상기와 같은 원리에 의해 상기 쿨링 모듈(30)은 기판(100) 상에 냉기를 분사하게 된다.

한편, 본 발명에 적용되는 쿨링 모듈(30)은 도 9에 도시된 바와 같이 냉기를 분사하는 노즐(16)이 한개 구비되어 있는 것으로 설명되어지고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 따라서, 상기 제1 버퍼공간(13)을 연장시켜 상기 제1 버퍼공간(13)의 밑면으로 다수개의 노즐을 추가적으로 구비할 수도 있다.

즉, 상기 제1 버퍼공간(13)의 밑면은 적외선 건조 모듈(20)의 램프히터(6)가 배치되는 공간으로서, 상기한 바와 같이 다수개의 램프히터(6)를 구비하기 위해 상기 공간이 연장될 수 있는바, 상기 쿨링 모듈(30)에서는 연장된 상기 공간으로 노즐을 형성하여, 기판 전체를 동시에 냉각 건조시킬 수 있다.

상기 쿨링 모듈(30)의 외장커버(2) 하단, 즉, 상기 제1 버퍼공간(13)의 하단 중 상기 노즐(16)의 길이방향의 중앙에는, 온도감지 센서(19)가 온도감지 센서 브 라켓(18)에 의해 상기 외장커버(2)에 고정되어 있다. 상기 온도감지 센서(19)는 상기 적외선 건조모듈(20)에서 설명된 바와 같은 온도감지 센서와 동일한 기능을 수행할 수 있다. 즉, 건조모듈(30)의 노즐(16) 하단을 통과하는 기판의 온도는 적정한 온도로 유지되어야 하나, 상기 적외선 건조모듈(20)에서의 작업온도 및 건조모듈(30)의 냉각온도에 의해 가변될 수도 있다. 따라서, 상기 제어부(40)는 상기 온도감지 센서(19)에 의해 노즐(16) 하단의 기체 온도를 감지하여, 상기 기체 온도를 적정한 온도로 유지할 수 있도록 상기 냉각기(70)의 온도를 제어할 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 기판 건조장치의 동작을 설명하기 위한 일예시도이다. 도 10에는 도 8c에 도시된 적외선 건조 모듈을 이용한 기판 건조장치가 도시되어 있으나, 본 발명에 따른 기판 건조장치는 도 8a 및 도 8b에 도시된 적외선 건조 모듈을 이용하여서도 구성될 수 있다.

즉, 전 공정에서 기판(100)(투명한 유리 또는 플라스틱 기판 등) 상에는 유기재료의 박막패턴 및/또는 무기재료의 박막패턴(101)이 형성되며, 상기 기판(100)은 상기 컨베이어(50)에 의해 상기 적외선 건조 모듈(20)의 아래를 지나게 된다.

이때, 기판(100) 상에는 주위 환경과 전 공정과 후 공정의 온도차에 의해 원치 않는 수분 또는 물방울(102)이 형성될 수 있다. 이러한 수분(102)은 검사공정이나 기타 봉지 공정에서 검사의 에러를 유발하고 불량 발생의 원인으로 작용한다.

따라서, 본 발명에 따른 기판 건조장치의 상기 적외선 건조 모듈(20) 아래로 기판(100)이 지나갈 때 상기 적외선 건조 모듈(20)의 광센서(17a, 17b)에 의해 기판(100)이 감지되면, 램프히터(4)가 점등되어 상기 기판(100)을 가열하게 된다. 이와 동시에, 노즐(101)로부터 고압의 청정 기체가 기판(100)으로 분사되며, 그 결과, 기판(100) 상에 형성된 수분은 열에 의해 수증기로 변한 직후에, 고압의 청정 기체에 의해 빠르게 증발된다. 이때, 상기 광센서(17a, 17b) 및 램프히터(4) 등의 동작 상태는 상기 제어부(40)로 전송되어 상기 출력기(45)를 통해 출력될 수 있다.

상기 과정을 통해 가열 건조된 상기 기판(100)은 상기 컨베이어(50)를 통해 상기 쿨링 모듈(30)로 이송되며, 상기 쿨링 모듈(30)에 구비된 광센서에 의해 쿨링 모듈(30)이 동작됨으로써, 상기 기판(100)은 적절한 온도로 냉각된 후 또 다른 공정으로 이송된다. 이때, 상기 쿨링 모듈(30)의 동작 상태 역시 상기 제어부(40)로 전송되어 모니터링 될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 기판 건조장치는 상기한 바와 같이 두 개의 노즐(16, 16')을 포함하는 적외선 건조 모듈(20)을 사용하여, 전공정을 통해 기판상에 형성된 수분 또는 물방울(102)을 일차적으로 제2 노즐(16')을 통해 증발시킨 후, 2차적으로 램프히터(6)를 이용하여 기판을 가열 건조 시키며, 마지막으로 제3 노즐을 이용하여 상기 기판 상에서 나오는 수증기를 빠르게 증발시키도록 구성될 수도 있다.

즉, 본 발명에 따른 기판 건조장치는, 세정장비의 후단, 현상장비의 후단, 식각장비의 후단, 스트리퍼장비 후단에 설치되어 건조속도를 높일 수 있으며, 또한, 검사장비의 전단에 설치되어 검사장비로 공급되는 피 검사기판 상의 수분을 빠르게 건조시킬 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 기판 건조장치에 적용되는 적외선 건조 모듈(20)은 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이 가열수단(램프히터)과 기체 분사수단(버퍼블 록(4), 버퍼블록 커버(10) 및 에어슛팅 블레이드(11)를 하나의 모듈로 일체화시켜 기판의 가열과 기체 분사를 동시에 행함으로써 기판 상에 형성된 수분을 빠르게 증발시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 건조장치는 가열수단과 기체 분사수단을 하나의 모듈로 일체화시켜 구조가 단순화되고 콤팩트화된 적외선 건조 모듈을 이용하여, 기판의 가열과 고압의 기체 분사를 실질적으로 동시에 행함으로써 기판 상에 형성된 수분을 빠르게 증발시킬 수 있으며, 검사 불량을 줄이고 단위 시간당 평판표시소자의 생산량을 높일 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 하나의 컨베이어 상에 적외선 건조 모듈와 쿨링 모듈을 연속되게 배치함으로써, 기판의 건조 및 냉각 과정을 신속하게 처리할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 램프히터의 상단에 오목렌즈 형상의 반사판을 배치함으로써, 램프히터의 빛에 의한 열이 기판 방향으로 보다 효율적으로 반사되도록 하며, 적외선 빛의 산란을 막아 주어 균일한 온도의 빛을 유도할 수 있다는 우수한 효과가 있다.

또한, 두 개의 노즐 중 앞 단의 노즐을 이용하여 일차적으로 큰물방울을 제거한 다음 적외선 램프의 구간을 지나가면서 적외선 빛의 열에 의해 뜨거워진 기판의 표면을 후단의 노즐로로 건조시켜 큰 물기서부터 미세한 수분까지 빠른 시간안 에 건조할 수 있다는 우수한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기체를 분사하는 노즐의 하단부 프레임이 지면과 수평을 이루도록 구성하여, 노즐로부터 분사된 기체가 외부로 빠져나가지 못하고 기판 방향으로 향하게 함으로써, 기체에 의한 기판 건조 효율을 증대시킬 수 있다는 우수한 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 실용신안등록청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (6)

1. 평판표시소자의 기판을 건조시키기 위한 기판 건조장치에 있어서,

   상기 기판을 가열하기 위한 가열수단과, 노출된 적어도 하나 이상의 제1 노즐을 통해 상기 기판에 고압의 가열된 기체를 분사하기 위한 온기 분사수단과, 상기 가열수단을 지지함과 아울러 상기 온기 분사수단이 내장되는 제1 외장 커버가 하나의 모듈로 일체화된 제1 건조 모듈과;

   노출된 적어도 하나 이상의 제2 노즐을 통해 상기 기판에 고압의 냉기 기체를 분사하기 위한 냉기 분사수단과, 상기 냉기 분사수단이 내장되는 제2 외장 커버가 하나의 모듈로 일체화된 제2 건조 모듈과;

   기판을 상기 제1 건조 모듈 및 제2 건조 모듈이 위치한 곳으로 이송시키기 위한 컨베이어와;

   상기 제1 건조 모듈, 제2 건조 모듈, 컨베이어 중 적어도 어느 하나와 통신을 수행하여, 제어신호를 전송하거나 또는 모니터링 정보를 수신하여 출력하기 위한 제어부를 포함하며,

   상기 온기 분사수단의 상기 가열수단은,

   하나 이상의 램프히터; 및 상기 램프히터로부터 발산된 빛을 상기 기판 방향으로 반사하여 상기 빛에 의한 열을 상기 기판 표면에 전달 시키기 위해, 오목렌즈 형상으로 상기 램프히터의 상단에 배치된 반사판을 포함하는 기판 건조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 건조 모듈의 제1 노즐들 중 적어도 어느 하나의 외부 프레임은, 상기 제1 외장 커버로부터 경사지게 형성된 제1 외부 프레임 및 상기 제1 외부 프레임과 연결되어 지면과 수평을 이루도록 형성된 제2 외부 프레임을 포함하는 기판 건조 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제2 건조 모듈의 제2 노즐들 중 적어도 어느 하나의 외부 프레임은, 상기 제2 외장 커버로부터 경사지게 형성된 제1 외부 프레임 및 상기 제1 외부 프레임과 연결되어 지면과 수평을 이루도록 형성된 제2 외부 프레임을 포함하는 기판 건조 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 오목렌즈 형상의 반사판은,

   상기 하나 이상의 램프히터들 각각의 상단에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 건조 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 노즐 중 적어도 어느 하나는 상기 가열 수단의 앞단에 배치되며 나머지는 상기 가열 수단의 뒷단에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 건조 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 건조모듈은,

   상기 램프히터 및 노즐에 의해 가열된 기체의 온도를 감지하기 위한 온도감지 센서; 및

   상기 온도감지 센서를 상기 반사판에 고정시키기 위한 온도감지 센서 브라켓을 더 포함하며,

   상기 제어부는 상기 온도감지 센서로부터 전송되는 온도정보를 이용하여 상기 램프히터의 온도 및 상기 노즐로부터 분사되는 가열된 기체의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 건조 장치.

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