KR100940185B1 - 기판 건조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 기판 사이즈 변화에 따라 기판을 지지하는 고정핀의 위치를 자동으로 조절할 수 있는 기판 건조장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 과제는 하나의 챔버내에서 다양한 사이즈의 기판 및 패널을 을 동시에 건조할 수 있는 기판 건조장치를 제공하는 것이다.
이를 위해 본 발명은 챔버; 상기 챔버로 유입되는 기판의 건조를 위해 열을 발생시키는 히팅 플레이트; 상기 히팅 플레이트의 상부에 회전 가능하게 설치되는 다수개의 기판 고정부;
상기 기판 고정부의 길이 방향을 따라 설치되어 기판의 비활성 영역을 지지하는 다수개의 고정핀; 그리고, 상기 다수개의 고정핀은 하나의 고정핀 세트를 구성하고, 상기 고정핀 세트는 기판 고정부의 둘레면에 다수개가 설치되며, 각 고정핀 세트를 이루는 고정핀들은 기판 고정부의 회전에 의해 다양한 사이즈의 기판을 지지할 수 있도록 서로 다른 간격과 개수를 가지는 기판 건조장치를 제공한다.
기판 건조장치, 고정핀

Description

기판 건조장치{APPARATUS FOR DRYING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 건조장치에 관한 것으로서, 특히 기판 사이즈 변경에 따라 기판을 지지하는 고정핀의 위치를 자동으로 조절할 수 있는 기판 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이(FPD : Flat Panel Display) 소자는 사용되는 물질을 기준으로 하여 무기물을 사용하는 소자와, 유기물을 사용하는 소자로 구분된다. 무기물을 사용하는 소자로서는 형광체로부터 PL(Photo Luminescence)을 이용하는 플라즈마 표시 패널(PDP : Plasma Display Panel)과, CE(Cathode Luminescence)를 이용하는 전계방출 표시(FED :FieldEmission Display)소자 등이 있고, 유기물을 사용하는 소자로서는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 액정 표시소자(LCD : Liquid Crystal Display element) 및 유기전계 발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다.
상기 평판 디스플레이(FPD) 소자중 대표적인 액정표시장치(LCD)는 제조단계에서 TFT/컬러필터, 레지스트, 배향막 도포 등과 같은 많은 처리공정을 거치며, 이때 건조작업이 필수적으로 수행된다. 즉, 액정표시장치 패널(LCD panel)인 기 판(Substrate)을 제조하는 일련의 공정에는 기판의 표면에 기계적, 화학적 처리를 가하는 공정이 수반되며, 이에 따른 건조공정이 진행된다. 물론, 평판 디스플레이(FPD)의 일종인 PDP, OLED 등의 공정에서도 기판 건조공정이 필수적으로 진행된다.
이러한 평판 디스플레이 소자들의 제조과정에서 진행되는 건조공정은 통상 히팅 플레이트 상부에 기판을 안착시키고, 히팅 플레이트에서 발생되는 열을 이용하여 이루어진다. 이때, 상기 기판은 히팅 플레이트에 설치되는 고정핀들에 접촉되어 지지된다.
하지만, 상기 건조공정에서 고정핀들과 접촉하는 기판 부위는 다른 부분과 온도차가 생기게 되고, 이에 따라 기판상에 도포된 배향막 등이 건조되는 속도가 달라져 건조불량 즉, 기판상에 얼룩이 발생하게 된다. 따라서, 상기 고정핀들이 기판의 액티브 영역의 외곽부를 지지하도록 설치하여 액티브 영역에 얼룩이 생기지 않도록 하는 것이 중요하다.
따라서, 기판 사이즈가 결정되면 고정핀의 배열위치를 결정하여 히팅 플레이트상에 고정 설치한다. 하지만, 이와 같이 고정핀이 특정 기판 사이즈에 적합하게 히팅 플레이트 상에 고정 설치되면 다른 사이즈의 기판을 건조할 경우 다시 기판상에 얼룩이 발생하는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 기판의 사이즈가 달라지면 고정핀이 기판의 액티브 영역과 접촉할 가능성이 있고, 이에 따라 기판상에 얼룩 불량을 야기할 위험이 있다.
본 발명의 과제는 기판 사이즈 변화에 따라 기판을 지지하는 고정핀의 위치를 자동으로 조절할 수 있는 기판 건조장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 과제는 하나의 챔버내에서 다양한 사이즈의 기판을 동시에 건조할 수 있는 기판 건조장치를 제공하는 것이다.
이를 위해 본 발명은 챔버; 상기 챔버로 유입되는 기판의 건조를 위해 열을 발생시키는 히팅 플레이트; 상기 히팅 플레이트의 상부에 회전 가능하게 설치되는 다수개의 기판 고정부; 상기 기판 고정부의 길이 방향을 따라 설치되어 기판의 비활성 영역을 지지하는 다수개의 고정핀; 그리고, 상기 다수개의 고정핀은 하나의 고정핀 세트를 구성하고, 상기 고정핀 세트는 기판 고정부의 둘레면에 다수개가 설치되며, 각 고정핀 세트를 이루는 고정핀들은 기판 고정부의 회전에 의해 다양한 사이즈의 기판을 지지할 수 있도록 서로 다른 간격과 개수를 가지는 기판 건조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 기판 건조장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명에 따른 기판 건조장치는 기판 사이즈의 변경에 따라 기판을 지지하는 고정핀의 위치를 자동으로 변경할 수 있어 다양한 사이즈의 기판 건조공정에 적용될 수 있으며, 특히 다양한 사이즈의 기판에 대한 건조공정을 하나의 챔버내에서 동시에 진행할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 기판 건조장치는 기판 사이즈가 변경되더라도 고정핀의 위치 변경을 통해 기판의 비활성 영역을 지지하기 때문에 기판 사이즈 변경에 따른 기판의 건조불량을 방지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당 업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
이하, 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 건조장치의 개략적인 구조를 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명에 따른 고정핀에 의해 기판이 지지되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 건조장치는 크게 챔버(100)와, 히팅 플레이트(400)와, 기판 고정부(200)와, 고정핀(210)을 포함하여 이루어진다.
상기 챔버(100)는 기판(G)의 건조가 이루어지는 공간으로 기판(G)이 로봇 암(미도시) 등에 의해 내부로 로딩되어 정확한 위치에 정렬되면 완전히 밀폐된 상태를 유지한다.
상기 히팅 플레이트(400)는 기판(G) 건조를 위해 열을 발생시키는 일종의 히 터로서 내부에는 열선 등이 삽입되어 있다. 따라서, 기판(G)이 기판 고정부(200)에 안착되어 고정핀(210)에 의해 지지되면, 히팅 플레이트(400)에서 열이 발생하여 기판(G)에 전달된다. 이러한 히팅 플레이트(400)는 기판(G)의 대량 건조를 위해 챔버(100)내에 다수개가 설치됨이 일반적이다.
상기 기판 고정부(200)는 챔버(100) 내부로 유입된 기판(G)이 안착되는 부분으로 각 히팅 플레이트(400)의 상부에 다수개가 설치된다.
상기 고정핀(210)은 기판 고정부(200)의 길이 방향을 따라 다수개가 설치되어 기판(G)의 액티브 영역의 외곽부인 비활성 영역을 지지한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(G)이 챔버(100) 내부로 유입되어 기판 고정부(200)에 안착되면, 상기 고정핀(210)에 의해 기판(G)의 비활성 영역이 지지된다. 이와 같이 고정핀(210)에 의해 기판(G)의 비활성 영역이 지지되면 온도차에 의해 액티브 영역에 건조불량(고정핀의 접촉에 의한 얼룩자국)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 고정핀의 다양한 형상을 나타내는 사시도이다.
이러한 고정핀(210)은 도 3에 도시된 바와 같이, 원뿔 또는 화살표 형태 등 다양한 형상으로 제작가능하며, 내부가 비어 있는 중공 형태로 제작될 수 있다. 또한, 상기 고정핀(210)은 기판(G)과 직접 접촉하기 때문에 효율적인 열의 전달을 위해 PEEK(Polyetheretherketone) 수지 등으로 제작되는 것이 바람직하다. 상기 PEEK 수지는 연속 사용 온도 250℃의 열가소성 특수 플라스틱으로서, 내구성이 우수한 소재이다.
하지만, 상기 기판 고정부(200)에 설치되는 고정핀(210)의 설치 위치를 변경 할 수 없다면 기판(G)의 사이즈가 변경될 경우 종래와 같이 고정핀(210)이 기판(G)의 액티브 영역에 접촉하여 건조불량이 발생할 우려가 있다. 따라서, 기판(G) 사이즈가 변경되면 기판(G)을 지지하는 고정핀(210)의 위치 역시 변경되어야 한다.
도 4는 본 발명에 따른 기판 고정부를 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 기판 고정부의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
이를 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 고정부(210)는 구동장치 등에 의해 회전 가능하게 구성되며, 상기 기판 고정부(200)의 둘레면에는 다수개의 고정핀 세트(A,B,C,D)가 설치된다. 여기서, 고정핀 세트는 기판 고정부(200)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배열되는 고정핀(210)들의 집합을 의미하며, 각 고정핀 세트를 구성하는 고정핀(210)의 개수 및 설치 간격(L1,L2,L3,L4)은 각 고정핀 세트마다 서로 다르게 구성된다. 즉, 고정핀 세트 A를 구성하는 고정핀의 개수 및 간격은 9개, L1 이지만, 고정핀 세트 B를 구성하는 고정핀의 개수 및 간격은 5개, L2로 서로 다르게 구성된다.
이와 같이, 기판 고정부(200)의 둘레면을 따라 다수개의 고정핀 세트가 설치되면, 기판 고정부(200)의 회전에 의해 기판(G)과 접촉하는 고정핀(210)의 개수 및 간격을 변경할 수 있어 기판(G) 사이즈에 따라 고정핀(210)의 위치를 변경할 수 있다.
구체적으로, 도 4와 같이 기판 고정부(200)가 원통 형태로 이루어지고, 기판 고정부(200)의 둘레면에 9개, 5개, 7개, 4개의 고정핀으로 구성되는 4개의 고정핀 세트(A,B,C,D)가 각각 설치될 경우, 도 4의 (a)와 같이 고정핀 세트(A)가 기판 고정부(200)의 상면에 위치된 상태에서 기판 고정부(200)가 구동장치 등에 의해 도면상의 화살표 방향으로 180도 회전하면 도 4의 (b)와 같이 7개의 고정핀(210)으로 이루어지는 고정핀 세트(C)가 기판을 지지할 수 있도록 기판 고정부(200)의 상면에 위치하게 된다. 또한, 비록 도시하지는 않았지만 기판 고정부(200)가 90도 회전되면, 5개의 고정핀(210)으로 이루어지는 고정핀 세트(B)가 기판 고정부(200)의 상면에 위치하게 됨은 물론이다. 이와 같이 기판 고정부(200)의 회전을 통해 서로 다른 개수 및 간격을 가지는 고정핀 세트가 기판(G)을 지지하게 되어 기판(G) 사이즈 변경에 따른 고정핀(210)의 위치 변경이 가능해진다.
그리고, 도 5와 같이 기판 고정부(200)가 사각 기둥형태를 이루고, 기판 고정부(200)의 각 면에 9개, 5개, 7개, 4개의 고정핀(210)으로 이루어지는 4개의 고정핀 세트(a,b,c,d)가 각각 설치되는 경우에도 상술한 바와 같은 기판 고정부(200)의 회전에 의해 기판(G)을 직접 지지하는 고정핀(210)의 개수 및 간격을 변경할 수 있다.
물론, 필요에 따라 기판 고정부(200)의 둘레면에 설치되는 고정핀 세트의 개수 및 각 고정핀 세트를 이루는 고정핀의 개수 및 간격은 변경가능하다. 또한, 기판 고정부(200)의 형태 역시 다각 기둥의 형태 즉, 삼각 기둥 또는 5각 기둥 등으로 이루어질 수 있는 등 매우 다양한 변형이 가능하다.
이하, 기판 고정부(200)의 회전을 통해 고정핀(210)의 위치가 재배열되는 과정을 도면을 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위해 기판 고정부(200)는 도 4와 같이, 원통 형태로 이루어지며, 4개의 고정핀 세트(A, B, C, D)가 기판 고정부(200)의 둘레면에 설치된다고 가정한다.
도 6은 기판 사이즈 변경에 따라 위치가 재배열된 고정핀이 기판의 비활성 영역을 지지하는 상태를 나타내는 도면이다.
기판(G) 사이즈가 변경되어 기판(G)과 접촉하는 고정핀(210)의 위치가 재배열될 경우 구체적으로, 도 2의 상태에서 도 6에 도시된 바와 같은 상태로 고정핀(210)의 위치가 변경되어야 한다고 가정할 때, 고정핀(210)의 위치 변경은 도 2의 상태에 있는 기판 고정부(200)들을 모두 180도 회전시킴으로써 이루어진다. 즉,도 2의 상태에 있는 기판 고정부들(200)을 모두 180도 회전시키면, 도 6과 같이 4개의 기판 고정부(200) 상면에는 7개의 고정핀(210)이 위치하고, 나머지 3개의 기판 고정부(200)들의 상면에는 4개의 고정핀(210)이 위치한다. 따라서, 도 6과 같이 고정핀들(210)의 위치가 변경되어 기판(G) 사이즈가 변경되더라도 고정핀(210)이 기판(G)의 비활성 영역을 지지할 수 있게 된다.
물론, 기판(G) 사이즈가 변경될 때 마다 반드시 고정핀(210)의 위치를 재배열해야 하는 것은 아니며, 서로 다른 사이즈의 기판(G)이 동시에 지지될 수 있도록 기판 고정부(200) 및 고정핀 세트를 설치하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 5의 고정핀 세트 A, B가 하나의 고정핀 세트를 이루도록 구성되면, 기판 고정부(200)가 다른 사이즈의 기판(G)을 동시에 지지할 수 있게 된다. 이 경우, 하나의 히팅 플레이트 상부에 서로 다른 사이즈의 기판을 동시에 위치시키고 건조공정을 진행할 수 있게 된다.
한편, 상기 기판 고정부(200)는 고정핀(210)의 위치변경이 보다 다양한 형태로 이루어질 수 있도록 수평 이동 가능하게 구성됨이 바람직하다. 좀더 상세히 설명하면, 도 2 및 도 6과 같이 기판 고정부(200) 사이의 간격(D)이 결정되면 각 기판 고정부(200)에 설치된 고정핀(210)들 사이의 간격 역시 결정된다. 따라서, 기판 고정부(200)를 수평 이동가능하게 설치하면 각 기판 고정부(200)에 설치된 고정핀(210) 사이의 간격을 조절할 수 있어 고정핀(210)의 위치 변경이 보다 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
이러한 고정핀(210)의 위치 변경은 챔버(100)로 유입될 기판(G)의 사이즈가 결정되면 제어부(미도시)에 의해 자동으로 이루어진다. 즉, 챔버(100) 내부로 유입될 기판(G) 사이즈가 사람에 의해 직접 또는 센서에 의해 측정되어 제어부로 입력되면 제어부는 구동장치 등을 작동시켜 기판 고정부(200)를 회전시킴으로써 기판(G) 사이즈에 적합한 고정핀(210)의 위치 배열이 이루어지도록 한다.
한편, 상기 챔버(100)의 내부에는 위치 센서(300)가 설치된다.(도 1참조) 상기 위치 센서(300)는 기판(G)이 기판 고정부(200)에 정확히 안착되어 고정핀(210)에 의해 지지되는지 여부를 측정하여 제어부로 전달한다.
이와 같은 본 발명에 따른 기판 건조장치를 이용해 건조공정이 진행되는 과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 건조공정이 진행될 기판(G) 사이즈가 결정되면, 제어부는 기판 고정부(200)를 회전 또는/및 수평 이동시켜 고정핀(200)의 위치를 조절한다. 여기서, 다양한 사이즈의 기판(G)을 동시에 챔버(100) 내에서 건조하고자 할 경우 제어부는 각 기판(G)이 안착될 기판 고정부(200)를 결정함과 동시에 각 기판 고정부(200)를 제어하여 기판 사이즈에 맞게 고정핀(210)의 위치를 조절한다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 건조장치를 이용하면 하나의 챔버(100)내에서 서로 다른 사이즈의 기판(G) 건조공정이 동시에 진행될 수 있다.
이후, 챔버(100) 내부로 유입된 기판(G)이 기판 고정부(200)에 안착되어 고정핀(210)에 의해 지지되면, 위치 센서(300)가 기판(G)이 정확한 위치에 정렬되었는지 여부를 측정하여 제어부로 신호를 전달한다. 이때, 위치 센서(300)가 기판(G)이 정확한 위치에 정렬되었다는 신호를 전달하면 제어부는 챔버(100)를 폐쇄하고 히팅 플레이트(200)를 통해 열을 발생시켜 기판(G)의 건조공정이 진행되도록 한다.
그리고, 건조 공정이 완료되면 챔버(100)가 개방되고 건조된 기판(G)은 로봇 암 등에 의해 외부로 반송된다.
한편, 공정이 진행되는 중간에 챔버(G)로 유입되는 기판(G)의 사이즈가 변경될 경우 제어부는 상술한 바와 같이 기판 고정부(200)들을 제어하여 고정핀(210)의 위치를 기판(G) 사이즈에 적합하도록 재배열한다. 이러한 고정핀(210)의 위치가 재배열되면 상술한 건조공정이 다시 진행된다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 건조장치의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 고정핀에 의해 기판이 지지되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 고정핀의 다양한 형상을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기판 고정부를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기판 고정부의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 6은 기판 사이즈 변경에 따라 위치가 재배열된 고정핀이 기판의 비활성 영역을 지지하는 상태를 나타내는 도면이다.

Claims (7)

  1. 챔버;
    상기 챔버로 유입되는 기판의 건조를 위해 열을 발생시키는 적어도 하나의 히팅 플레이트;
    상기 히팅 플레이트의 상부에 회전 가능하게 설치되는 다수개의 기판 고정부;
    상기 기판 고정부의 길이 방향을 따라 설치되어 기판의 비활성 영역을 지지하는 다수개의 고정핀; 그리고,
    상기 다수개의 고정핀은 하나의 고정핀 세트를 구성하고, 상기 고정핀 세트는 기판 고정부의 둘레면에 다수개가 설치되며, 각 고정핀 세트를 이루는 고정핀들은 기판 고정부의 회전에 의해 다양한 사이즈의 기판을 지지할 수 있도록 서로 다른 간격과 개수를 가지는 기판 건조장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 챔버 내부에는 기판이 기판 고정부에 정확히 안착되어 고정핀에 의해 비활성 영역이 지지되는지 여부를 측정하는 위치 센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 건조장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 고정부는 기판 고정부의 길이방향의 수직방향을 따라서 수평 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 건조장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 고정핀은 내부가 비어 있는 중공 타입인 것을 특징으로 하는 기판 건조장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 고정부는 원통 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 건조장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 고정부는 다각기둥 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 건조장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 챔버 내부로 유입되는 기판의 사이즈가 결정되면, 기판 고정부를 회전시켜 기판 사이즈에 맞도록 고정핀의 위치를 배열하는 제어부를 더 포함하여 이루어지는 기판 건조장치.
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US20010015522A1 (en) 2000-02-22 2001-08-23 Bosx, Llc. Slip feed roller feeding
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