KR100919833B1 - 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치 - Google Patents

디스플레이 제조용 원액 혼합 장치

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Abstract

본 발명은 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치에 관한 것으로, 본 발명은 복수 개의 원액 저장탱크들과; 순수가 채워진 순수 저장 탱크와; 상기 원액 저장탱크들에 각각 연결된 연결 라인들이 하나로 연결되는 원액 메인 라인과; 순수 저장 탱크와 상기 원액 메인 라인을 연결하는 순수 메인 라인과; 상기 원액 메인 라인과 순수 메인 라인의 연결부에 구비되어 하나의 유체의 유속에 의한 압력차에 의해 다른 하나의 유체를 그 유동하는 유체에 혼합시키는 제1 혼합유닛과; 상기 제1 혼합유닛에 의해 원액과 순수가 혼합된 용액을 와류시켜 그 원액과 순수를 2차 혼합시키는 제2 혼합유닛과; 상기 제2 혼합유닛을 거친 용액을 복수 개의 혼합 탱크들에 각각 공급되도록 안내하는 용액 분배 라인들을 포함하여 구성된다. 이로 인하여, 본 발명은 원액과 순수를 혼합시키는 혼합 시간을 단축시켜 장비에서 사용되는 용액의 사용량이 증가하게 되어도 효과적으로 용액을 공급할 수 있고, 또한 순수를 공급하는 라인을 간단하게 할 수 있도록 한 것이다.

Description

디스플레이 제조용 원액 혼합 장치{SOLUTION MIXING APPARATUS FOR MANUFACTURING DISPLAY}
본 발명은 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치에 관한 것으로, 특히, 원액과 순수를 설정된 상태로 혼합시키는 혼합 시간을 단축시키고 그 원액과 순수를 혼합시키는 구조를 간단하게 할 수 있도록 한 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치에 관한 것이다.
일반적으로 엘시디는 판형 글라스에 트랜지스터와 같은 구동 소자들 등이 구비된 하부 기판과, 판형 글라스에 컬러 필터층 등이 구비된 상부 기판과, 그 하부 기판과 상부 기판을 접합시키는 실링재와, 그 하부 기판과 상부 기판사이에 충진된 액정층을 포함하여 구성된다.
이와 같은 엘시디를 구성하는 하부 기판과 상부 기판은 반도체 제조 공정인 증착, 노광, 현상, 식각, 박리 등의 공정들을 거쳐 제작되며, 그 각 공정은 화학 용액이 공급되어 그 화학 용액(일명, 케미컬이라 함)에 의해 처리된다. 또한 각 공정은 그 공정을 수행하는 장비에서 진행되며, 그 장비에 공급되는 화학 용액은 원액과 순수(Deionized water)가 혼합되어 공급된다.
도 1은 화학 용액 공급 시스템의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 화학 용액 공급 시스템은 원액 저장 탱크(1)의 원액이 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들에 각각 공급되는 원액 공급유닛과, 순수가 저장되는 순수 저장 탱크(2)의 순수가 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에 공급되는 순수 공급유닛과, 상기 원액 공급유닛과 순수 공급유닛에 연결되어 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들의 농도를 각각 조절하는 농도 조절유닛과, 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들의 용액을 장비에 공급하는 용액 공급유닛을 포함하여 구성된다.
상기 원액 공급유닛은 상기 원액 저장 탱크(1)에 연결되는 원액 메인 라인(3)과, 상기 원액 메인 라인(3)에서 분지되어 상기 혼합 탱크(T1)(T2)들에 각각 연결되는 제1,2 원액 분지라인(4)(5)들을 포함하여 구성된다.
상기 순수 공급유닛은 상기 순수 저장 탱크(2)에 연결되는 순수 메인 라인(6)과, 상기 순수 메인 라인(6)에서 분지되어 상기 혼합 탱크(T1)(T2)들에 각각 연결되는 제1,2 순수 분지라인(7)(8)들을 포함하여 구성된다.
상기 농도 조절유닛은 상기 제1,2 원액 분지라인(4)(5)들에서 각각 분지되는 분지 라인들이 하나로 연결되는 보조 라인(9)과, 상기 보조 라인(9)에 각각 분지되어 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들과 각각 연결되는 제1,2 보조 분지라인(10)(11)들과, 상기 순수 메인 라인(6)과 상기 보조 라인(9)을 연결하는 순수 연결라인(12)과, 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에 각각 연결되는 연결 라인들이 하나로 연결되어 상기 보조 라인에 연결되는 용액 순환라인(13)과, 상기 보조 라인(9)에 연결되어 그 보조 라인(9)을 통해 유동하는 용액의 농도를 측정하는 농도계(14)를 포함하여 구성된다.
상기 용액 순환라인(13)과 보조 라인(9)이 연결되는 연결점은 상기 순수 연결라인(12)과 보조 라인(9)이 연결되는 연결점과 상기 농도계(14)사이에 위치하게 되며, 상기 용액 순환라인(13)에 펌프(15)가 장착된다.
상기 용액 공급유닛은 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들에 각각 연결되는 제1,2 용액 분지라인(16)(17)들과, 상기 제1,2 용액 분지라인(16)(17)들이 하나로 연결되어 장비에 연결되는 용액공급 메인 라인(18)을 포함하여 구성된다.
미설명 부호 V는 유량 조절용 개폐밸브를 가리키며, F는 유량계를 가리키고, 19는 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에 질소를 가압하는 질소 공급유닛을 가리킨다.
상기한 바와 같은 화학 용액 공급 시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.
상기 원액 저장 탱크(1)의 원액이 원액 공급유닛을 통해 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들에 각각 일정량 공급되며, 상기 순수 저장 탱크(2)의 순수가 순수 공급 유닛을 통해 일정량 그 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에 각각 공급되면서 그 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들에서 각각 원액과 순수가 혼합된다. 그리고 상기 원액 공급 유닛의 제1,2 원액 분지라인(4)(5)을 통해 유동하는 원액의 일부는 초기에 농도 조절유닛의 보조 라인(9)과 제1,2 보조 분지라인(10)(11)들을 거치면서 그 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)로 유입되면서 그 보조 라인(9)에 장착된 농도계(14)에 의해 농도가 측정된다.
또한, 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에서 1차 혼합된 원액과 순수는 펌프(15)의 작동에 의해 용액 순환라인(13)과 보조 라인(9)과 제1,2 보조 분지라인(10)(11)들을 통해 유동하면서 다시 그 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)로 유입되는 과정을 반복하면서 2차로 혼합된다. 이때, 상기 보조 라인(9)에 장착된 농도계(14)에 의해 그 보조 라인(9)을 통해 유동하는 원액과 순수가 혼합된 용액의 농도가 측정되며 상기 순수 연결라인(12)을 통해 상기 보조 라인(9)으로 순수가 유입되는 양을 조절하면서 그 보조 라인(9)을 통해 유동하는 용액의 농도를 조절하게 된다. 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)의 용액이 설정된 농도가 되면 펌프(15)를 정지시켜 공급 대기하게 되고, 장비에서 용액이 사용될 때 그 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에 각각 채워진 용액은 용액 공급유닛을 통해 장비에 공급된다.
그러나 상기한 바와 같은 화학 용액 공급 시스템은 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에 각각 원액과 순수를 공급하여 그 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에서 각각 원액과 순수가 1차로 공급되고 그 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에서 1차로 혼합된 원액과 순수를 순환 유동시켜 2차로 그 원액과 순수를 혼합시키게 되므로 원액과 순수를 혼합시키는 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다. 특히, 장비에서 용액의 사용량이 증가하게 될 경우 원액과 순수를 혼합시키는 시간이 많이 소요되므로 혼합 탱크(T1)(T2)에서 용액이 대기하는 시간이 길게 되어 용액을 원활하게 공급하지 못하게 되며 이를 해결하기 위하여 혼합 탱크(T1)(T2)의 크기를 증가시키게 될 경우 장비 설치 비용이 증가되는 단점이 있다.
또한, 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에 각각 원액을 공급할 뿐만 아니라 그 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에 순수를 각각 공급하게 되므로 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에 원액과 순수를 공급하는 라인이 복잡하게 되는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 고안한 본 발명의 목적은 원액과 순수를 설정된 상태로 혼합시키는 혼합 시간을 단축시키고 그 원액과 순수를 혼합시키는 구조를 간단하게 할 수 있도록 한 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 복수 개의 원액 저장탱크들과; 순수가 채워진 순수 저장 탱크와; 상기 원액 저장탱크들에 각각 연결된 연결 라인들이 하나로 연결되는 원액 메인 라인과; 순수 저장 탱크와 상기 원액 메인 라인을 연결하는 순수 메인 라인과; 상기 원액 메인 라인과 순수 메인 라인의 연결부에 구비되어 하나의 유체의 유속에 의한 압력차에 의해 다른 하나의 유체를 그 유동하는 유체에 혼합시키는 제1 혼합유닛과; 상기 제1 혼합유닛에 의해 원액과 순수가 혼합된 용액을 와류시켜 그 원액과 순수를 2차 혼합시키는 제2 혼합유닛과; 상기 제2 혼합유닛을 거친 용액을 복수 개의 혼합 탱크들에 각각 공급되도록 안내하는 용액 분배 라인들을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치가 제공된다.
본 발명의 평판 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치는 원액과 순수를 혼합시키는 혼합 시간, 즉 대기 시간을 단축시키게 되어 장비에서 사용되는 용액의 사용량이 증가하게 되어도 효과적으로 용액을 공급할 수 있게 된다. 이로 인하여, 장비에서 용액의 사용량이 증가하여도 혼합 탱크 및 원액 저장 탱크의 크기를 증가시키지 않게 되어 장비에 대한 투자 비용을 줄일 수 있다.
또한, 순수를 공급하는 라인이 간단하게 되어 시스템의 구조를 간단하게 할 수 있다.
도 1은 화학 용액 공급 시스템의 일예를 도시한 배관도,
도 2는 본 발명의 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치의 일실시예가 구비된 글라스 에칭(etching) 장비에 용액을 공급하는 용액 공급 시스템을 도시한 배관도,
도 3은 상기 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치를 구성하는 제1 혼합유닛을 도시한 단면도,
도 4는 상기 평판 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치를 구성하는 제2 혼합유닛을 도시한 단면도,
도 5는 상기 평판 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치를 구성하는 제2 혼합유닛의 다른 실시예를 도시한 단면도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
53; 원액 메인 라인 56; 순수 메인 라인
57; 내경 감소부재 58; 끝관 부재
60; 와류관 부재 59; 나선형 홈
61; 제1 와류관 부재 62; 제2 와류관 부재
U1; 제1 혼합유닛 U2; 제2 혼합유닛
T1,T2; 혼합 탱크
이하, 본 발명의 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치의 일실시예가 구비된 글라스 에칭(etching) 장비에 용액을 공급하는 용액 공급 시스템을 도시한 배관도이다.
이에 도시한 바와 같이, 상기 용액 공급 시스템은 원액이 공급되어 저장되는 두 개의 원액 저장 탱크(51)(52)들에 각각 연결 라인이 연결되고 그 두 개의 연결 라인은 하나의 원액 메인 라인(53)에 연결되며 그 원액 메인 라인(53)에서 두 개의 라인이 분지되어 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들에 각각 연결된다.
상기 원액 저장 탱크는 3개 이상 복수 개가 될 수 있으며, 그 원액 저장 탱크가 3개 이상일 경우 그 각각의 원액 저장 탱크들에 연결 라인이 각각 연결되며 그 연결 라인들은 하나의 원액 메인 라인(53)에 연결된다.
그리고 순수가 저장되는 순수 저장 탱크(54)에 제1 순수 메인 라인(55)이 연결되고 그 제1 순수 메인 라인(55)에서 두 개의 라인이 분지되어 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들에 각각 연결된다.
상기 제1 순수 메인 라인(55)에 연결된 제2 순수 메인 라인(56)이 상기 원액 메인 라인(53)에 연결되며, 그 원액 메인 라인(53)과 제2 순수 메인 라인(56)이 연결되는 부분에 하나의 유체의 유속에 의한 압력차에 의해 다른 하나의 유체를 그 유동하는 유체에 혼합시키는 제1 혼합유닛(U1)이 구비된다. 그리고 그 제1 혼합유닛(U1)에 이어 그 원액 메인 라인(53)에 흐르는 용액에 와류를 발생시켜 그 용액, 즉 원액과 순수를 2차 혼합시키는 제2 혼합유닛(U2)이 장착된다.
상기 제1 혼합유닛(U1)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 원액 메인 라인(53)에 수직 방향으로 결합되는 제2 순수 메인 라인(56)의 단부에 결합되며 내경이 감소되는 깔데기 형상으로 형성되어 다른 라인의 내부에 위치하는 내경 감소부재(57)와, 상기 내경 감소부재(57)의 내경이 작은 부분에 일정 길이로 형성되는 끝관 부재(58)로 이루어진다.
상기 제2 혼합유닛(U2)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제1 혼합유닛(U1)에서 원액과 순수가 혼합된 용액이 유동하는 원액 메인 라인(53)에 구비되며 내부에 나선형의 홈(59)이 형성되는 와류관 부재(60)로 이루어진다.
상기 제2 혼합유닛(U2)의 다른 변형예로, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제1 혼합유닛(U1)에서 원액과 순수가 혼합된 용액이 유동하는 원액 메인 라인(53)에 구비되며 내부에 나선형 홈(59)이 형성되는 제1 와류관 부재(61)와, 상기 제1 와류관 부재(61)에 이어 구비되며 상기 제1 와류관 부재(61)의 나선형 홈(59)과 반대 방향의 나선형 홈(59)이 내부에 형성된 제2 와류관 부재(62)로 이루어진다.
상기 원액 메인 라인(53)에 원액 보조 라인(63)이 연결되고 그 원액 보조 라인(63)에 두 개의 분지 라인이 분지되어 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에 연결된다. 상기 원액 메인 라인(53)에 유량 조절 밸브(V)와 유량계(F)가 각각 장착되고 상기 원액 보조 라인(63)에 유량 조절 밸브(V)와 유량계(F)가 각각 장착된다.
상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에 각각 순환 라인(CL)이 연결되며 그 두 개의 순환 라인(CL)들에 각각 펌프(64)가 장착되며 그 두 개의 순환 라인(CL)들에 농도계(65)가 장착된다.
또한 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들에 채워진 용액을 선택적으로 장비에 공급하는 용액 공급 유닛이 구비된다. 상기 용액 공급 유닛은 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들에 각각 연결되는 제1,2 용액 분지라인(66)(67)들과, 상기 제1,2 용액 분지라인(66)(67)들이 하나로 연결되어 장비에 연결되는 용액공급 메인 라인(68)을 포함하여 구성된다.
상기 원액은 HF이다.
상기한 바와 같은 용액 공급 시스템의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 두 개의 원액 저장 탱크(51)(52)들에 각각 원액이 채워진 상태에서 상기 제1 순수 메인 라인(55)을 통해 순수가 공급되면서 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)에 일정량의 순수가 채워지게 된다.
그리고 두 개의 원액 저장 탱크(51)(52)들 중 하나의 원액 저장 탱크(51)(52)에서 채워진 원액이 원액 메인 라인(53)을 통해 유동하면서 그 원액의 유속에 의한 압력 차에 의해 제2 순수 메인 라인(56)으로 공급되는 원액이 제1 혼합유닛(U1)을 통해 원액 메인 라인(53)으로 유동하는 원액과 혼합되어 그 원액과 함께 유동하게 된다.
상기 제1 혼합유닛(U1)에서 원액과 순수가 혼합된 용액은 제2 혼합유닛(U2)을 거치면서 와류를 형성하여 그 원액과 순수가 한 번 더 혼합된다. 상기 제2 혼합유닛(U2)을 거친 용액은 분지 라인을 통해 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들에 각각 유입된다. 상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들에 각각 채워진 용액은 펌프(64)의 작동에 의해 각각 순환 라인(CL)을 거쳐 혼합 탱크(T1)(T2)로 유입되는 과정을 반복하면서 원액과 순수가 혼합된다.
상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들에 각각 채워진 용액의 농도가 설정된 농도 이하이거나 이상이면 용액 저장 탱크의 원액이 상기 원액 보조 라인(63)을 통해 혼합 탱크(T1)(T2)에 공급되거나 상기 원액 메인 라인(53)으로 공급되는 원액의 양을 감소시키게 된다.
상기 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들 중 용액이 설정된 농도로 혼합되면 장비의 요구에 따라 용액 공급 유닛을 통해 장비에 공급되며, 그 혼합 탱크(T1)에 채워진 용액이 모두 공급되면 다른 혼합 탱크(T2)에 채워진 용액을 장비에 공급하게 된다.
용액이 모두 공급된 빈 혼합 탱크(T1)에는 위에서 설명한 바와 같은 과정으로 설정된 농도의 용액을 채우면서 다른 하나의 혼합 탱크(T2)에 채워진 용액이 장비에 모두 공급되면 이어 그 혼합 탱크(T1)에 채워진 용액이 공급된다.
이와 같은 과정으로 두 개의 혼합 탱크(T1)(T2)들에 채워진 용액이 번갈아가며 장비에 지속적으로 공급된다.
또한 상기 두 개의 원액 저장 탱크(51)(52)들도 하나의 원액 저장 탱크(51)에 채워진 원액이 모두 공급되면 다른 하나의 원액 저장 탱크(52)에 저장된 원액이 공급됨과 동시에 다른 원액 저장 탱크(51)에 원액이 채워지게 된다.
이와 같이, 상기 두 개의 원액 저장 탱크(51)(52)와 순수 저장 탱크(54)에서 공급되는 원액과 순수가 제1 혼합유닛(U1)에서 1차로 혼합되고 제2 혼합유닛(U2)을 거치면서 와류로 유동하면서 2차로 혼합되어 혼합 탱크(T1)(T2)로 유입되므로 원액과 순수의 혼합이 빨리 이루어지게 된다.
또한, 상기 제2 순수 메인 라인(56)이 원액 메인 라인(53)에 바로 연결되어 순수와 원액을 혼합하게 되므로 라인 구조가 간단하게 된다.

Claims (5)

  1. 복수 개의 원액 저장탱크들;
    순수가 채워진 순수 저장 탱크;
    상기 원액 저장탱크들에 각각 연결된 연결 라인들이 하나로 연결되는 원액 메인라인;
    순수 저장 탱크와 상기 원액 메인 라인을 연결하는 순수 메인 라인;
    상기 원액 메인 라인과 순수 메인 라인의 연결부에 구비되어 하나의 유체의 유속에 의한 압력차에 의해 다른 하나의 유체를 그 유동하는 유체에 혼합시키는 제1 혼합유닛;
    상기 제1 혼합유닛에 의해 원액과 순수가 혼합된 용액을 와류시켜 그 원액과 순수를 2차 혼합시키는 제2 혼합유닛; 및
    상기 제2 혼합유닛을 거친 용액을 복수 개의 혼합 탱크들에 각각 공급되도록 안내하는 용액 분배 라인들을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 혼합유닛은 하나의 라인에 수직 방향으로 결합되는 라인의 단부에 결합되며 내경이 감소되는 깔데기 형상으로 형성되어 다른 라인의 내부에 위치하는 내경 감소부재와, 상기 내경 감소부재의 내경이 작은 부분에 일정 길이로 형성되는 끝관부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 혼합유닛은 상기 제1 혼합유닛에서 원액과 순수가 혼합된 용액이 유동하는 라인에 구비되며 내부에 나선형의 홈이 형성되는 와류관 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 혼합유닛은 상기 제1 혼합유닛에서 원액과 순수가 혼합된 용액이 유동하는 라인에 구비되며 내부에 나선형 홈이 형성되는 제1 와류관 부재와, 상기 제1 와류관 부재에 이어 구비되며 상기 제1 와류관 부재의 나선형 홈과 반대 방향의 나선형 홈이 내부에 형성된 제2 와류관 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 원액은 HF인 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조용 원액 혼합 장치.
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