KR100815905B1 - 식각용 버블판 및 그를 이용한 식각장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생산성을 높이기 위한 버블판 및 이를 이용한 식각장치에 관한 것으로서, 본 발명의 버블판은 내부에 공기 통로가 있는 한 쌍의 프레임으로부터 연결되어 일정한 간격을 두고 일렬로 배열된 복수개의 공기튜브와, 상기 공기튜브의 표면에 형성된 복수개의 공기구멍 및 상기 공기 구멍에 맞고 상기 공기 튜브에서 돌출되는 노즐 어셈블리를 포함하여 유리 기판의 식각 시에 식각액으로부터 슬러지(Sludge)를 줄일 수 있기 때문에 세정 및 교체에 따른 생산성을 높일 수 있다.
식각장치, 버블판, 슬러지(Sludge)

Description

식각용 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 버블판의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 식각장치용 버블판의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 노즐 어셈블리의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 식각장치의 개괄적 단면도이다.
<도면의 주요부에 대한 부호에 대한 설명>
101 : 공기 튜브 103 : 공기 구멍
105 : 노즐 어셈블리 106 : 턱
107 : 끝단 108 : 구멍
본 발명은 식각용 버블판 및 그를 이용한 식각장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 버블판에 노즐어셈블리를 구비함으로써 슬러지를 방지할 수 있는 식각용 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 줄일 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 습식 식각 방법은 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 식각을 균일하게 할 수 있는 방법이 있다. 이하, 도면을 참조로 버블판을 구비한 식각장치를 상세히 설명한다.
도 1은 식각장치의 개괄적인 단면도로, 식각장치는 식각조(1), 상기 식각조(1) 내벽의 일측에 식각액을 감지하는 식각액 센서(21), 상기 식각조(1) 내부 하측에 설치된 버블판(3), 상기 버블판(3) 위에 설치된 다공판(5), 식각액 공급관(7)을 통해 식각액을 공급하기 위한 식각액 혼합탱크(9), 식각액 배출관(11)을 통해 상기 식각액을 배출하기 위한 버퍼탱크(13), 및 상기 버블판(3)과 연결되어 버블판으로 공기를 공급하는 공기공급관(15)으로 구성되어 있으며, 상기 식각액 혼 합탱크(9)는 DI(Deionized water:탈이온수)공급부(17), 식각원액 공급부(19) 및 상기 버퍼탱크(13)와 연결되어, 상기 DI공급부(17)에서 제공된 DI(탈이온수), 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 사각의 프레임(20)과, 프레임(20) 내에 일렬로 배열된 복수개의 공기튜브(22)로 구성되며, 상기 공기튜브(22)의 양 말단은 내부에는 공기통로(24)가 있는 한 쌍의 상기 프레임(20)과 연결되고, 상기 공기튜브(22)는 그 표면에 복수개의 공기구멍(26)이 형성되어 있다. 또한, 상기 프레임(24)에는 공기주입구(28)가 형성되어 있어 상기 공기공급관(15)으로부터 질소가스가 공급된다.
이와 같은 구조의 종래 기술의 식각장치를 이용한 유리기판의 식각공정은 다음과 같다.
먼저, 유리기판이 다공판(5) 위에 위치되면, 식각액 혼합탱크(9)에 저장된 식각액이 식각액 공급관(7)을 통하여 식각조(1) 내의 버블판(3)과 다공판(5)을 비롯하여 상기 유리 기판이 잠기도록 공급되며, 식각액 센서(21)의 감지에 의해 상기 식각액의 공급이 중단된다.
이때, 공기공급관(15)을 통해 버블판(3)으로 질소가스가 주입되어 기포가 형성되고 상기 형성된 기포가 다공판(5)의 구멍을 통과하여 유리 기판에 제공됨으로써, 유기기판의 표면이 식각액(HF)에 의하여 빠르고 균일하게 식각(Etching)된다.
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)의 공기구멍(26)이 막히므로 1회에 약 90분정도의 주기로 버블판(3)을 세정하거나 교체해야 한다.
따라서, 버블판(3)을 식각조(1)로부터 분리해야 하는데, 그를 위해서는 고정되어 있는 가이드(30)를 분리하고, 그 후에 버블판(3)을 분리하여 상기 버블판(3)의 질소 튜브를 세척해야 한다. 또한, 세정을 마친 후에는 다시 역순으로 조립하는 작업이 행해진다.
더욱이, 상기와 같이 가이드(30)를 분리한 후 버블판(3)을 분리하게 되면 작업시간이 길어져 작업자가 유해한 식각액(HF)에 장시간 노출되는 위험성이 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 종래 기술의 식각장치에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래의 식각장치는 식각작업 시 발생하는 버블판의 구멍의 슬러지(sludge) 막힘으로 인하여 주기적으로 버블판을 세정하거나 교체해야 하기 때문에 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 상기 공기튜브의 구멍에서 돌출된 구조를 갖는 노즐 어셈블리를 이용하여 슬러지 막힘을 방지하고 세정이 간단한 버블판 및 그를 이용한 식각장치를 제공하는 것이 다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 버블판 및 그를 이용한 식각장치는 내부에 공기 통로가 있는 한 쌍의 프레임으로부터 연결되어 일정한 간격을 두고 일렬로 배열된 복수개의 공기튜브와, 상기 공기튜브의 표면에 형성된 복수개의 공기구멍와, 상기 공기 구멍에 맞고 상기 공기 튜브에서 돌출되는 노즐 어셈블리를 포함한 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 따른 버블판은 노즐 어셈블리를 구비하여 공기튜브의 공기구멍에서 돌출된 구조를 갖도록 하여 슬러지 막힘을 방지하고, 세정작업이 용이하도록 분리될 수 있도록 고안된 것이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 식각용 버블판(210)의 평면도로서, 본 발명에 따른 버블판(210)은 내부에 공기통로가 있고 양쪽의 말단의 공기통로부터 공기를 공급받기 위한 공기튜브(101)와, 상기 공기튜브(101)의 표면에 균일하게 형성된 복수개의 공기구멍(103)과, 상기 공기구멍(103)에서 돌출된 구조를 갖고 형성된 노즐 어셈블리(105)를 구비한다.
여기서, 상기 공기구멍(103)은 하나의 상기 공기튜브(101) 내에 약 25개 정도이다. 또한, 상기 공기구멍(103)에 맞도록 형성된 노즐 어셈블리(105)는 도 4에 도시된 바와 같이, 플라스틱 재질로 되어 있고, 상기 공기구멍(도 3의 103)에 끼울 때 공기튜브(도 3의 101)에 걸리도록 중앙 둘레부분에 턱(106)이 있고, 공기튜브(101)의 표면에서부터 약 10mm 정도의 높이(H)로 돌출되어 있고, 상기 공기튜브(101)의 표면에서부터 둘레가 줄어들도록 하여 끝단(107)에서 지름(R)이 약 1.4mm인 구멍(108)과 만나도록 형성되어 있다.
따라서, 상기 공기튜브(101)로부터 공급되는 공기 즉, 질소 가스(N2)는 상기 공기구멍(103)과 상기 노즐 어셈블리(105)의 구멍(108)을 차례로 통과하여 나오게 된다.
이때, 상기 노즐 어셈블리(105)는 돌출되어 있기 때문에 공기 및 식각액의 와류를 방지할 수 있고, 상기 노즐의 끝단(107)의 표면적이 매우 작기 때문에 식각액의 슬러지(Sludge)의 축적을 방지할 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 상기 공기튜브(101)는 양쪽의 말단에 각각 한 쌍의 일자형 공기구멍이 있는 프레임에 수직하도록 연결되도록 복수개가 위치하여 버블 장치를 구성한다.
도 5는 본 발명에 따른 식각장치의 개괄적인 단면도로서, 본 발명에 따른 식각장치는 식각액 센서(401)의 감지로부터 알맞은 양의 식각액을 수용하는 식각조(400); 상기 식각조(400)의 바닥면에 고정되도록 설치된 가이드(미도시); 및 상기 가이드에 의해 지지되는 버블판(210)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 버블판(210)은 전술한 바와 동일한 구조를 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 식각장치는 식각조(400), 상기 식각조(400) 내벽의 일측에 식각액을 감지하는 식각액 센서(421), 상기 식각조(400) 내부 하측에 설치된 버블판(210), 상 기 버블판(210) 위에 다공판(402)이 설치되고, 상기 버블판(210)의 아래에서 식각액을 공급하는 식각액 혼합탱크(406)가 식각액 공급관(404)과 연결되어 있으며, 식각에 사용된 불순물이 제거된 식각액이 저장되는 버퍼탱크(410)가 상기 식각액 배출관(408)과 연결되어 있으며, 상기 버블판(210)에 공기를 공급하는 공기 공급관(412)이 연결되어 있을 수 있다.
또한, 상기 식각액 혼합탱크(406)는 탈이온수(DI)를 공급하는 DI공급부(414)와, 식각원액을 공급하는 식각원액공급부(416), 및 상기 버퍼탱크(410)와 연결되어 있어, 탈이온수, 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 탈이온수, 식각원액 및 불순물이 제거된 식각액의 양을 조절하여 식각액의 농도를 조절할 필요가 있으며, 이를 위해 상기 식각액 혼합탱크(406)에는 농도측정장치가 장착되어 있어서 식각액의 농도 측정이 가능하다.
이와 같은 구조의 본 발명에 따른 식각장치를 이용한 식각공정은 다음과 같다.
먼저, 유리기판이 다공판(402) 위에 위치된 후, 식각액 혼합탱크(406)에 저장된 식각액이 식각액 공급관(404)을 통하여 상기 식각액 센서(421)에 의해 적당량 공급되어 기판의 식각이 행해진다.
또한, 동시에 상기 기판의 식각공정 중에 공기공급관(412)을 통해 버블판(210)으로 질소가스가 주입되어 기포가 형성되고 상기 형성된 기포가 다공판(402)의 구멍을 통과하여 식각액을 순환시킨다. 따라서, 이러한 상기 식각액의 순환으로 인하여 유리 기판의 표면을 빠르고 균일하게 식각하게 된다.
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 식각의 완료시점을 알 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 버블판 및 이를 이용한 식각장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 버블판은 공기튜브 구멍에서 돌출된 구조를 갖는 노즐 어셈블리를 구비하고 있어서, 이를 이용한 식각장치에 있어서 슬러지 막힘을 방지하고 세정이 간단하기 때문에 생산성을 높일 수 있다.

Claims (9)

  1. 내부에 공기 통로가 있는 한 쌍의 프레임으로부터 연결되어 일정한 간격을 두고 일렬로 배열된 복수개의 공기튜브;
    상기 공기튜브의 표면에 형성된 복수개의 공기구멍; 및
    상기 공기 구멍에 맞고 상기 공기 튜브에서 돌출되는 노즐 어셈블리를 포함한 것을 특징으로 하는 식각용 버블판.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 노즐 어셈블리는 플라스틱 재질인 것을 특징으로 하는 식각용 버블판.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 노즐 어셈블리는 상기 공기구멍에 끼울 때 상기 공기튜브에 걸리도록 하는 중앙 둘레부분에 턱이 있는 것을 특징으로 하는 식각용 버블판.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐 어셈블리는 상기 공기튜브의 표면에서부터 둘레가 줄어들고 끝단의 표면적이 최소인 것을 특징으로 하는 식각용 버블판.
  5. 식각액을 수용하는 식각조;
    상기 식각조의 내벽에 상기 식각액의 공급량을 감지하는 식각액 센서;
    상기 식각조의 바닥면에 고정되도록 설치된 가이드; 및
    상기 가이드에 의해 지지되는 제 1 항의 식각용 버블판을 포함하는 식각장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 버블판 위에 설치된 다공판;
    상기 버블판 아래의 식각액 공급관과 연결되어 상기 식각액을 공급하는 식각액 혼합탱크;
    상기 버블판 아래의 식각액 배출관과 연결되어 상기 식각액이 저장되는 버퍼탱크; 및
    상기 버블판과 연결되어 공기를 공급하는 공기공급관을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 식각액 혼합탱크에 연결되어 식각액 혼합탱크에 탈이온수(DI)를 공급하는 DI공급부와, 식각원액을 공급하는 식각원액공급부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 식각액은 불산인 것을 특징으로 하는 식각장치.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 식각조 내에 온도센서가 장착된 것을 특징으로 하는 식각장치.
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Title
공개특허 제2000-0019079호
미국특허 제6,151,085호
일본특개평12-147474

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