KR101052227B1 - 선택적 표면 처리 장치, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노즐 및 코팅 장치 - Google Patents

선택적 표면 처리 장치, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노즐 및 코팅 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선택적 표면 처리 장치, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노즐 및 코팅 장치를 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치는 평판 패널 디스플레이(FPD) 또는 FPD의 부품 상에 패턴을 형성할 때 기판 자체 또는 기판에 형성된 하나 이상의 패턴의 일부 영역과 나머지 영역을 선택적으로 표면 처리함으로써, 상기 나머지 영역이 한시적으로 표면 개질이 이루어져 노즐의 위치오차 및/또는 과도한 도포량으로 인하여 도포될 도액이 표면처리된 영역 및 표면처리되지 않은 영역 중 어느 한 영역에서 다른 영역으로 오버플로우(overflow)하여 발생하는 도포 불량을 방지할 수 있다.
선택적 표면 처리 장치, 패턴 형성용 노즐, 코팅 장치

Description

선택적 표면 처리 장치, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노즐 및 코팅 장치{A Device for Processing Surface Selectively, and A Nozzle and A Coating Apparatus for Forming Patterns having the Same}
본 발명은 선택적 표면 처리 장치, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노즐 및 코팅 장치에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 평판 패널 디스플레이(Flat Panel Display: 이하 "FPD"라 함) 또는 FPD의 부품 상에 패턴을 형성할 때 기판 자체 또는 기판에 형성된 하나 이상의 패턴의 일부 영역과 나머지 영역을 선택적으로 표면 처리함으로써, 상기 나머지 영역이 한시적으로 표면 개질이 이루어져 노즐의 위치오차 및/또는 과도한 도포량으로 인하여 도포될 도액이 표면처리된 영역 및 표면처리되지 않은 영역 중 어느 한 영역에서 다른 영역으로 오버플로우(overflow)하여 발생하는 도포 불량을 방지할 수 있는 선택적 표면 처리 장치, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노즐 및 코팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 PDP 패널, LCD 패널, 또는 OLED(유기 발광소자) 패널과 같은 FPD 또는 FPD의 부품을 제조하기 위해서는 글래스와 같은 기재(基材) 또는 작업물(work piece: 이하 "기판"이라 합니다) 상에 R,G,B 픽셀 등과 같은 패턴을 형성하는 디스 펜서 노즐(dispenser nozzle)과 같은 노즐을 구비한 코팅 장치가 사용된다.
좀 더 구체적으로, 도 1a에 개략적으로 도시된 FPD를 제조하기 위해 사용되는 테이블 코팅 장치(table coater)(100)(이하 "코팅 장치"라 합니다)에서는 코팅할 작업물인 기판(110)을 스테이지 또는 석션 테이블(suction table)(112: 이하 "스테이지"라 함) 상에 위치시킨 후 갠트리(gantry)(125)에 부착된 노즐(120)을 수평방향으로 이동시키면서 기판(110) 상에 필요한 도액을 도포시키는 방법이 사용되고 있다.
도 1b는 상술한 도 1a에 도시된 종래 기술에 따른 코팅 장치에 사용되는 도액을 토출하는 노즐의 개략적인 사시도를 도시하고 있고, 도 1c는 도 1b에 도시된 종래 기술에 따른 노즐의 일측 단면도를 도시하고 있다.
도 1b 및 도 1c를 참조하면, 종래 기술에 따른 노즐(120)은 서로 대향하는 한 쌍의 제 1 립(lip)(122a) 및 제 2 립(122b)으로 구성된다. 제 1 립(122a)의 내부에는 도액 공급부(미도시), 및 챔버(126)가 형성되어 있다. 그러나, 당업자라면 도액 공급부(미도시)와 챔버(126)가 제 2 립(122b)의 내부에 형성될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 챔버(126)의 하부를 따라 제 1 립(122a)의 내측면과 제 2 립(122b)의 내측면 사이에서 갭(L)을 구비한 복수의 노즐 홀(128)이 형성되어 있다. 또한, 복수의 노즐 홀(128)의 최하단부(bottom edge)에는 바깥쪽으로 개구된 복수의 토출구(128a)가 형성되어 있다. 이러한 노즐(120)은 디스펜서 노즐이라고 불리운다. 상술한 종래 기술에 따른 노즐(120)은 서로 대향하는 한 쌍의 제 1 립(lip)(122a) 및 제 2 립(122b)이 하나의 일체형 몸체로 구성되는 것도 가능하 다. 도액은 복수의 노즐 홀(128)을 따라 토출구(128a)를 통해 토출되어 기판(110)(도 1a 참조)의 표면에 예를 들어 BM 격벽 또는 R,G,B 픽셀 등을 형성한다. 이 경우, 노즐(120)과 작업물(110)은 상대적으로 이동하게 된다(도 1a 참조).
상술한 바와 같이 노즐(120)을 구비한 코팅 장치(100)를 사용하여 예를 들어 R,G,B 픽셀을 형성할 때, 예를 들어 R 픽셀 영역에 도액을 도포할 경우 노즐(120)의 위치오차 또는 R 픽셀용 도액이 과도하게 도포되어 인접한 G 또는 B 픽셀 영역 내로 흘러들어가는 오버플로우가 발생할 수 있다. 이러한 도액의 오버플로우는 도포 불량을 일으켜, FPD 제조의 공정 시간이 증가에 따른 생산성 감소와 생산 비용을 증가시킨다.
상술한 도액의 오버플로우 현상을 해결하기 위한 방안으로 기판의 표면을 블록 코폴리머(block copolymer)를 이용하여 선택적으로 표면처리하는 방법이 제안되고 있다.
도 1d 및 도 1e는 종래 기술에 따른 BM의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1d 및 도 1e를 참조하면, 종래 기술에 따른 BM의 제조 방법에서는 먼저, 투명 기판(110)을 준비한다. 상기 투명 기판(110)은 유리 가판과 같은 친잉크성 물질로 이루어질 수 있다. 그 후, 상기 투명 기판(110) 상에 차광층(120)을 소정 두께로 형성한다. 차광층(130)은 투명 기판(110) 상에 친잉크성의 검은색 물질을 예를 들면, 스핀 코팅(spin coating), 다이 코팅(die coating) 또는 딥 코팅(dip coating) 등과 같은 방법을 이용하여 소정 두께로 도포함으로써 형성될 수 있다. 여기서, 상기 차광층(130)은 폴리머 계열의 유기 수지로 이루어질 수 있다. 그 후, 차광층(120)의 상면에 블록 코폴리머층(135)을 형성한다. 블록 코폴리머층(135)은 차광층(130)의 상면에 친잉크성 폴리머 블록(135a)과 발잉크성 폴리머 블록(135b)으로 이루어진 블록 코폴리머를 예를 들면 스핀 코팅(spin coating) 방법에 의하여 소정 두께로 도포함으로써 형성될 수 있다. 여기서, 블록 코폴리머층(135)은 라멜라 구조를 가지며, 차광층(130)의 상면에 도포되는 블록 코폴리머층(135)의 두께를 조절하게 되면 친잉크성 폴리머 블록(135a)과 발잉크성 폴리머 블록(135b)이 각각 한 층으로 형성된 라멜라 구조의 블록 코폴리머층(135)을 얻을 수 있다. 이와 같이, 친잉크성 차광층(130)의 상면에 친잉크성 폴리머 블록(135a)과 발잉크성 폴리머 블록(135b)의 이루어진 블록 코폴리머층(135)을 형성하게 되면 서로 같은 성질(친잉크성)을 가지는 차광층(130)과 친잉크성 폴리머 블록(135a) 사이의 접착력이 크기 때문에 친잉크성 폴리머 블록(135a)이 차광층(130)의 상면에 견고하게 부착될 수 있다. 그리고, 블록 코폴리머층(135)의 발잉크성 폴리머 블록(125b)은 외부로 노출된다.
그 후, 차광층(130) 및 블록 코폴리머층(135)을 소정 형태로 패터닝하여 투명 기판(110) 상에 다수의 픽셀(131)을 정의하는 BM을 형성한다. 그 후, 차광층(130) 및 블록 코폴리머층(135)의 패터닝이 이루어진다. 좀 더 구체적으로, 차광층(130)이 감광성 물질(예를 들어, 감광성 폴리이미드)로 이루어진 경우 차광층(130) 및 블록 코폴리머층(135)의 패터닝은 차광층(130)을 포토리소그라피 공정에 의하여 소정 형태로 노광 현상함으로써 수행될 수 있다. 이를 위해 블록 코폴리 머층(135)의 상부에 포토마스크(150)를 마련한 다음, 포토마스크(150)를 통하여 자외선(UV)을 조사하게 되면 포토마스크(150)의 투과부(151)를 통해 자외선(UV)이 통과되어 차광층(130)이 소정 형태로 노광된다. 이어서, 차광층(130)의 노광된 부분을 현상에 의하여 제거하게 되면 BM이 완성된다. 이 과정에서 현상에 의해 제거되는 차광층(130)의 노광 부분 상부에 위치하는 블록 코폴리머층(135)도 리프트 오프(lift off)에 의하여 함께 제거될 수 있다. 이때, 블록 코폴리머층(135)의 친수성 폴리머 블록(135a)이 차광층(130)의 상면에 견고하게 부착되어 있기 때문에 현상 공정이 수행된 후에도 블록 코폴리머층(135)이 차광층(135)으로부터 쉽게 벗겨지지 않게 된다. 이와 같은 공정을 통하여 완성된 BM에 의해 투명 기판(110) 상에 복수의 픽셀들(131)이 정의된다. 이상에서는 차광층(130)이 포지티브(positive) 감광성 물질로 이루이진 경우를 예로 들어 설명되었으나, 차광층(130)이 네가티브(negative) 감광성 물질로 이루어진 경우도 가능하다. 상술한 종래 기술에 따른 차광층(130) 및 블록 코폴리머층(135)의 패터닝을 이용한 BM의 제조 방법은 2007년 4월 23일자에 “블록 코폴리머를 이용한 선택적 표면처리 방법, 블랙매트릭스 및 그 제조방법, 그리고 노즐 플레이트 및 그 제조방법”이라는 발명의 명칭으로 대한민국 특허출원 제 10-2007-0039441호로 출원되어, 2008년 10월 28일자에 공개된 대한민국 특허 공개 제 10-2008-0095088호에 상세히 기술되어 있다.
그러나, 상기 블록 코폴리머를 이용한 선택적 표면처리 방법을 사용하여 BM을 제조하는 방법에서는 다음과 같은 문제가 발생한다.
1. 차광층(130) 및 블록 코폴리머층(135)을 소정 형태로 패터닝하기 위해서 는 포토리소그라피 공정에 사용되는 포토마스크(150)가 BM이 형성될 기판(110) 전체에 걸쳐 제공되어야 한다. 기판(110)의 사이즈가 대형화됨에 따라 포토마스크(150)의 사이즈도 그에 비례하여 증가하여야 한다. 또한, 포토마스크(150) 상에는 BM 내에 형성될 R,G,B 픽셀을 형성하기 위해 수십 미크론 정도의 사이즈를 갖는 복수의 투과부(151)가 형성되어야 한다. 따라서, 포토마스크(150)의 사이즈가 클수록 형성되어야 할 투과부(151)의 수도 그에 비례하여 증가되어야 하고, 극미세 사이즈의 복수의 투과부(151)를 포토마스크(150) 상에 정밀하게 형성하는 것이 어렵다는 문제가 발생한다.
2. 또한, 큰 사이즈의 포토마스크(150)를 기판(110) 상에 평평한 상태로 정확하게 위치시키는 것이 상당히 어렵다. 이 경우 수십 미크론 정도의 사이즈를 갖는 포토마스크(150)의 투과부(151)의 위치가 정위에서 어긋나게 위치될 수 있으며, 그 결과 형성된 BM 및 그에 따른 R,G,B 픽셀이 정확한 위치에 형성되지 않아 최종 제품인 FPD의 불량 발생 가능성이 현저하게 높아진다.
3. 또한, 큰 사이즈의 포토마스크(150)가 기판(110) 상에서 정확하게 위치되는 경우에도, 포토마스크(150)는 자체 무게로 인하여 아래 방향으로 휘어지는 처짐 현상이 발생한다. 이러한 포토마스크(150)의 처짐 현상이 발생하면, 자외선이 통과하는 투과부(151)가 일정한 사이즈를 유지하기 어렵고 또한 자외선이 통과할 때 투과부(151)의 엣지에서 산란이 발생한다. 그에 따라 포토마스크(150)의 투과부(151)를 통과하는 자외선의 양이 일정하지 않게 된다. 그 결과, 수십 미크론 단위의 극미세 사이즈 크기를 갖는 BM의 폭 및 BM 격벽 내에 형성될 R,G,B 픽셀이 균일한 사 이즈로 정밀하게 형성되기 어려워 최종 제품인 FPD의 불량 발생 가능성이 추가적으로 현저하게 높아진다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, FPD 또는 FPD의 부품 상에 패턴을 형성할 때 기판 자체 또는 기판에 형성된 하나 이상의 패턴의 일부 영역과 나머지 영역을 선택적으로 표면 처리함으로써, 상기 나머지 영역이 한시적으로 표면 개질이 이루어져 노즐의 위치오차 및/또는 과도한 도포량으로 인하여 도포될 도액이 표면처리된 영역 및 표면처리되지 않은 영역 중 어느 한 영역에서 다른 영역으로 오버플로우(overflow)하여 발생하는 도포 불량을 방지할 수 있는 선택적 표면 처리 장치, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노즐 및 코팅 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 선택적 표면 처리 장치는 플라즈마 발생장치; 상기 플라즈마 발생장치의 하부에 제공되며, 상기 플라즈마 발생장치에서 발생된 플라즈마가 통과되는 복수의 투과부를 구비한 마스크; 및 상기 마스크를 상기 플라즈마 발생장치에 착탈 가능하게 고정 장착하기 위한 제 1 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 패턴 형성용 노즐은 서로 대향하는 한 쌍의 제 1 립 및 제 2 립; 상기 제 1 립 또는 상기 제 2 립의 내부에 형성되는 도액 공급 부; 상기 도액 공급부와 연결되는 챔버; 상기 챔버의 하부를 따라 상기 제 1 립의 내측면과 상기 제 2 립의 내측면 사이에서 갭(L)을 구비하도록 형성되며, 최하단부(bottom edge)에는 바깥쪽으로 개구된 토출구가 형성된 복수의 노즐 홀; 및 상기 제 1 립 또는 상기 제 2 립의 외부 일측면 상에 고정 장착되는 선택적 표면 처리 장치를 포함하고, 상기 선택적 표면 처리 장치는 플라즈마 발생장치; 상기 플라즈마 발생장치의 하부에 제공되며, 상기 플라즈마 발생장치에서 발생된 플라즈마가 통과되는 복수의 투과부를 구비한 마스크; 및 상기 마스크를 상기 플라즈마 발생장치에 착탈 가능하게 고정 장착하기 위한 제 1 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 패턴 형성용 코팅 장치는 스테이지; 상기 스테이지 상에 위치되는 기판; 상기 테이지 상에서 직선 왕복운동을 하는 갠트리; 및 상기 갠트리에 부착되고, 도액 펌핑장치를 구비하며, 상기 기판 상에 패턴을 형성하기 위한 도액을 도포하는 노즐; 및 상기 노즐의 일측면 또는 상기 갠트리의 하부에 고정 장착되는 선택적 표면 처리 장치를 포함하고, 상기 선택적 표면 처리 장치는 플라즈마 발생장치; 상기 플라즈마 발생장치의 하부에 제공되며, 상기 플라즈마 발생장치에서 발생된 플라즈마가 통과되는 복수의 투과부를 구비한 마스크; 및 상기 마스크를 상기 플라즈마 발생장치에 착탈 가능하게 고정 장착하기 위한 제 1 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 선택적 표면 처리 장치, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노즐 및 코 팅 장치를 사용하면 다음과 같은 장점이 달성된다.
1. 마스크(250)가 기판(210)의 표면 전체에 걸친 사이즈를 가질 필요가 없다. 따라서, 마스크(250)의 제조가 용이하고 또한 제조 비용이 현저하게 감소된다.
2. 복수의 투과부(251)가 마스크(250)의 길이 방향을 따라 하나의 라인을 형성하도록 제공되므로, 종래 기술에 비해 투과부(251)의 형성 개수가 현저하게 감소되어 복수의 투과부(251)가 용이하고 정밀하게 형성될 수 있다.
3. 마스크(250)의 사이즈가 현저하게 줄어들어 마스크(250) 및 복수의 투과부(251)를 기판(210) 상에 정확하게 위치시키는 것이 매우 용이하다.
4. 마스크(250)가 예를 들어 스테인리스와 같은 단단한 재질로 이루어지므로, 사용시 아래 방향으로 처짐 현상이 발생하지 않는다. 따라서, 플라즈마의 산란이 발생이 최소화되어 투과부(251)를 통과하는 플라즈마의 양이 실질적으로 일정한 값을 유지할 수 있다. 그 결과, 극미세 사이즈 크기를 갖는 패턴을 균일한 사이즈로 정밀하게 형성할 수 있으므로 최종 제품인 FPD 또는 FPD의 부품의 불량 발생 가능성이 현저하게 감소된다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 기술한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노즐의 사시도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2b는 도 2a에 도 시된 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치의 상세 사시도를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치(240)는 플라즈마 발생장치(260); 상기 플라즈마 발생장치(260)의 하부에 제공되며, 상기 플라즈마 발생장치(260)에서 발생된 플라즈마가 통과되는 복수의 투과부(251)를 구비한 마스크(250); 및 상기 마스크(250)를 상기 플라즈마 발생장치(260)에 착탈 가능하게 고정 장착하기 위한 제 1 연결부재(270)를 포함한다.
또한, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노즐(220)은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치(240)를 구비한다. 여기서, 패턴 형성용 노즐(220)은 도 1b 및 도 1c에 도시된 노즐(120)과 실질적으로 동일하다.
따라서, 도 2a 및 도 2b를 도 1b 및 도 1c와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 노즐(220)은 서로 대향하는 한 쌍의 제 1 립 및 제 2 립(122a,122b); 상기 제 1 립(122a) 또는 상기 제 2 립(122b)의 내부에 형성되는 도액 공급부(미도시); 상기 도액 공급부와 연결되는 챔버(126); 상기 챔버(126)의 하부를 따라 상기 제 1 립(122a)의 내측면과 상기 제 2 립(122b)의 내측면 사이에서 갭(L)을 구비하도록 형성되며, 최하단부(bottom edge)에는 바깥쪽으로 개구된 토출구(128a)가 형성된 복수의 노즐 홀(128); 및 상기 제 1 립(122a) 또는 상기 제 2 립(122b)의 외부 일측면 상에 고정 장착되는 선택적 표면 처리 장치(240)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 선택적 표면 처리 장치(240)는 적어도 하나 이 상의 제 2 연결부재(280)에 의해 상기 제 1 립(122a) 또는 상기 제 2 립(122b)의 외부 일측면 상에 고정 장착된다. 그러나, 당업자라면 앞서 기술한 바와 같이 선택적 표면 처리 장치(240)가 적어도 하나 이상의 제 2 연결부재(280)에 의해 도 1a에 도시된 갠트리(125)에 직접 고정 장착될 수도 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 또한, 적어도 하나 이상의 제 2 연결부재(280)는 상술한 제 1 연결부재(270)와 별개로 제공되는 것으로 도시되어 있지만, 당업자라면 적어도 하나 이상의 제 2 연결부재(280)와 제 1 연결부재(270)가 일체형의 하나의 연결부재로 구현될 수 있다는 것도 충분히 이해할 수 있을 것이다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 코팅 장치는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 노즐(220)이 선택적 표면 처리 장치(240)를 구비한 다는 점을 점을 제외하고는 도 1a에 도시된 종래 기술의 코팅 장치(100)와 실질적으로 동일하다.
좀 더 구체적으로, 도 2a 및 도 2b를 도 1a 내지 도 1c와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성용 코팅 장치는 스테이지(112); 상기 스테이지(112) 상에 위치되는 기판(110,210); 상기 테이지(112) 상에서 직선 왕복운동을 하는 갠트리(125); 및 상기 갠트리(125)에 부착되고, 도액 펌핑장치를 구비하며, 상기 기판(110,210) 상에 패턴을 형성하기 위한 도액을 도포하는 노즐(120,220); 및 상기 노즐(120,220)의 일측면 또는 상기 갠트리(125)의 하부에 고정 장착되는 선택적 표면 처리 장치(240)를 포함한다. 여기서, 본 발명의 선택적 표면 처리 장치(240)는 도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이 노즐(120,220)의 일측면에 고정 장착될 수 있다. 그러나, 당업자라면 본 발명의 선택적 표면 처리 장치(240)가 갠트리(125)의 하부에 고정 장착될 수도 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 이 경우, 도 2b에 도시된 적어도 선택적 표면 처리 장치(240)는 하나 이상의 제 2 연결부재(280)에 의해 갠트리(125)에 직접 연결된다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치(240)의 각 구성요소 및 동작을 상세히 기술한다.
다시 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치(240)는 플라즈마 발생장치(260)를 포함한다. 플라즈마 발생장치(260)는 마이크로웨이브를 장방형 도파관에 형성된 슬롯을 통해 장방향 도파관와 연결될 플라즈마 챔버로 조사함으로써 플라즈마를 발생시키는 장치이다. 이러한 플라즈마 발생장치(260)의 구체적인 예는 "장방형 도파관에서 긴 슬롯을 통해 플라즈마실에 마이크로웨이브를 조사하는 플라즈마 처리장치"라는 발명의 명칭으로 1997년 3월 29일자로 공개된 대한민국 공개 특허 제 10-1997-0012882호에 상세히 기술되어 있는 공지의 장치로, 본 명세서에서는 그 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다.
상술한 플라즈마 발생장치(260)의 하부에는 마스크(250)가 제공된다. 마스크(250)는 예를 들어 스테인리스(SUS) 재질로 구현될 수 있다. 또한, 마스크(250)에 형성되는 복수의 투과부(251)는 기판(210)을 가로질러 하나의 라인을 형성하도록 제공된다.
좀 더 구체적으로, 도 2c 및 도 2d는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 투과부를 구비한 마스크를 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도를 도시하고 있다.
도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(250)는 구체적으로 제 1 마스크 부재(250a) 및 제 2 마스크 부재(250b)로 구성된다. 제 1 마스크 부재(250a) 상에는 복수의 제 1 투과부(251a)가 형성되고, 제 2 마스크 부재(250b) 상에는 복수의 제 2 투과부(251b)가 각각 형성된다. 그 후, 제 1 마스크 부재(250a)와 제 2 마스크 부재(250b)를 정렬하여 조립하면, 복수의 제 1 투과부(251a)와 복수의 제 2 투과부(251a)로 이루어진 복수의 투과부(251)를 구비한 마스크(250)가 얻어진다.
한편, 도 2d를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크(250)는 구체적으로 제 1 마스크 부재(250a) 및 제 2 마스크 부재(250b)로 구성된다. 제 1 마스크 부재(250a) 상에는 복수의 투과부(251)가 형성된다. 제 2 마스크 부재(250b)는 직사각형 형상을 구비한다. 그 후, 제 1 마스크 부재(250a)와 제 2 마스크 부재(250b)를 정렬하여 조립하면, 복수의 투과부(251)를 구비한 마스크(250)가 얻어진다. 도 2d의 실시예에서는 제 1 마스크 부재(250a) 상에 복수의 투과부(251)가 형성되는 것으로 예시적으로 도시되어 있지만, 당업자라면 제 1 마스크 부재(250a)가 직사각형 형상을 구비하고, 제 2 마스크 부재(250b) 상에 복수의 투과부(251)가 형성될 수도 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 상술한 복수의 제 1 투과부(251a)와 복수의 제 2 투과부(251a)(도 2c에 도시된 실시예), 또는 복수의 투과부(251)(2d에 도시된 실시예)는 각각 예를 들어 통상적으로 프로파일 연삭(profile grinding) 기술과 같은 초정밀 가공 기술을 사용하여 형성될 수 있 다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치(240)에서는, 마스크(250)가 기판(210)의 표면 전체에 걸친 사이즈를 가질 필요가 없다. 또한, 도 2c 및 도 2d의 실시예에서는, 복수의 제 1 투과부(251a)와 복수의 제 2 투과부(251a) 또는 복수의 투과부(251)가 직사각형 형상으로 예시적으로 도시되어 있지만, 당업자라면 복수의 제 1 투과부(251a)와 복수의 제 2 투과부(251a)가 각각 반원형 또는 반타원형 형상으로 형성되거나, 또는 복수의 투과부(251)가 정사각형 형상 또는 원형 형상으로 형성될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.
또한, 복수의 투과부(251)가 마스크(250)의 길이 방향을 따라 하나의 라인을 형성하도록 제공되므로, 종래 기술에 비해 투과부(251)의 형성 개수가 현저하게 감소되어 복수의 투과부(251)가 용이하고 정밀하게 형성될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치(240)에서는 감광영역을 감광시키기 위한 소스(source)로 플라즈마 발생장치(260)가 사용되는 것으로 예시적으로 기술되어 있다. 그러나, 당업자라면 감광영역을 감광시키기 위한 소스(source)로 예를 들어 공지의 자외선(UV) 램프 장치(미도시)가 사용될 수도 있다. 이러한 공지의 자외선(UV) 램프 장치는 예를 들어 2007년 3월 23일자에 “자외선 램프용 순차 경사형 다중 포물면 반사장치 및 이를구비한 자외선 집광장치”라는 발명의 명칭으로 본 출원인에 의해 대한민국 특허출원 제 10-2007-0028773호로 출원되어 2008년 5월 22일자로 등록된 특허 제 10-0833205호(이하 "205 특허"라 함)에 상세히 개시되어 있다. 이러한 205 특허의 개시 내용은 본 명 세서에 참조되어 본 발명의 일부를 이룬다. 자외선(UV) 램프 장치가 사용되는 경우, 사용되는 도액은 자외선의 조사에 의해 표면 개질이 이루어지는 도액이 사용되어야 한다는 것은 자명하다.
도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치를 사용하여 기판 상에 형성된 제 1 패턴(예를 들어, BM 전체)와 제 2 패턴(예를 들어, R,G,B 픽셀)의 일부를 표면 개질하는 것을 도시한 단면도이고, 도 2f는 도 2e에 도시된 제 1 패턴(예를 들어, BM 전체)와 제 2 패턴(예를 들어, R,G,B 픽셀)의 일부의 표면 개질이 이루어진 상태에서 R 픽셀에 도액을 도포하는 것을 도시한 단면도이다.
먼저 도 2e를 도 1a 및 도 2a와 함께 참조하면, 도 2a에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치(240)를 구비한 노즐(220)이 장착된 도 1a에 도시된 코팅장치(100)가 도 2a에 도시된 화살표 방향으로 이동하면, 본 발명의 노즐(220)에 장착된 선택적 표면 처리 장치(240)도 함께 이동한다. 이 경우, 노즐(220)은 도액을 토출하지 않는다. 선택적 표면 처리 장치(240)의 플라즈마 발생장치(260)는 플라즈마를 방출한다. 방출된 플라즈마는 마스크(250)에 형성된 복수의 투과부(251)를 통과하여 기판(210) 상에 형성된 제 1 패턴인 BM(230) 및 BM(230) 내에 형성된 제 2 패턴인 복수의 R,G,B 픽셀 중 G와 B 픽셀(이하 “감광 영역”이라 함) 상에 조사된다. 조사된 플라즈마는 감광 영역을 감광하여 감광 영역(즉, BM(230) 및 BM(230) 내에 형성된 G와 B 픽셀)이 표면 처리된다. 이렇게 표면 처리된 감광 영역은 일시적으로 표면 개질된다. 도포될 도액이 친수성 도액인 경우 감광 영역은 소수성을 갖도록 표면 개질되고, 도포될 도액이 소수성 도액인 경우 감광 영역은 친수성을 갖도록 표면 개질되어야 한다.
그 후, 도 2f에 도시된 바와 같이, 노즐(220)을 기판(210) 상으로 이동하면서, R 픽셀 상으로 도액을 도포한다. R 픽셀에 도포되는 도액의 성질은 감광 영역의 성질과는 반대의 성질을 가진다. 따라서, R 픽셀에 도포되는 도액이 노즐의 위치오차가 발생하거나 도포량이 과도한 경우에도 BM(230) 격벽을 넘어 인접한 G 또는 B 픽셀 영역으로 오버플로우되는 것이 방지된다.
한편, 상술한 방법으로 BM(230) 및 BM(230) 내에 형성된 G와 B 픽셀로 이루어진 감광 영역에 대한 표면 개질 상태는 일시적이므로, R 픽셀 내에 도액을 도포한 후 일정 시간이 지나면 상기 감광 영역에 대한 표면 개질 특성이 사라진다. 따라서, R 픽셀 내의 도액 도포가 종료되면, 상술한 방법으로 BM(230) 및 BM(230) 내에 형성된 R과 B 픽셀로 이루어진 감광 영역에 대한 표면 개질 후 G 픽셀 내에 도액을 도포하는 동작, 및 BM(230) 및 BM(230) 내에 형성된 R과 G 픽셀로 이루어진 감광 영역에 대한 표면 개질 후 B 픽셀 내에 도액을 도포하는 동작이 순차적으로 이루어질 수 있다.
상술한 도 2e 및 도 2f의 실시예에서는, 본 발명의 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치(240)가 서로 상이한 제 1 패턴(예를 들어, BM(230)) 및 제 2 패턴(예를 들어, 복수의 R,G,B 픽셀)에 대해 선택적으로 표면 처리하는 것으로 기술되어 있다. 그러나, 당업자라면 본 발명의 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치(240)가 기판 표면 자체 또는 하나 이상의 패턴에 대해서도 일부 영역 및 나머지 영역에 대해 선택적으로 표면 처리하는 것이 가능하다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이 다.
또한, 상술한 도 2e 및 도 2f의 실시예에서는, 감광 영역이 BM(230) 및 BM(230) 내에 형성된 복수의 R,G,B 픽셀 중 G와 B 픽셀인 것으로 예시적으로 도시되어 있지만, 당업자라면 감광 영역이 BM(230) 및 BM(230) 내에 형성된 복수의 R,G,B 픽셀 중 R과 B 픽셀(G 픽셀에 도액이 도포될 경우) 또는 BM(230) 및 BM(230) 내에 형성된 복수의 R,G,B 픽셀 중 R과 G 픽셀(B 픽셀에 도액이 도포될 경우)로 구성될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 선택적 표면 처리 장치, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노즐 및 코팅 장치를 사용하면 마스크(250) 상에 복수의 투과부(251)를 매우 용이하고 정밀하게 형성할 수 있으며, 마스크(250) 및 복수의 투과부(251)를 기판(210) 상에 정확하게 위치시키는 것이 가능하고, 또한 마스크(250) 사용시 처짐 현상이 발생하지 않아 원하는 패턴을 균일한 사이즈로 정밀하게 형성할 수 있어 최종 제품인 FPD 또는 FPD의 부품의 불량 발생 가능성을 현저하게 감소시킬 수 있다.
다양한 예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
도 1a는 종래 기술의 PDP 또는 LCD 패널 제조용 코팅 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1b는 상술한 도 1a에 도시된 종래 기술에 따른 코팅 장치에 사용되는 도액을 토출하는 노즐의 개략적인 사시도를 도시한 도면이다.
도 1c는 도 1b에 도시된 종래 기술에 따른 노즐의 일측 단면도를 도시하고 있다.
도 1d 및 도 1e는 종래 기술에 따른 BM의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치, 및 이를 구비한 패턴 형성용 노즐의 사시도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치의 상세 사시도를 도시한 도면이다.
도 2c 및 도 2d에는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 투과부를 구비한 마스크를 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도를 도시한 도면이다.
도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 표면 처리 장치를 사용하여 기판 상에 형성된 BM 전체와 R,G,B 픽셀의 일부를 표면 개질하는 것을 도시한 단면도이다.
도 2f는 도 2e에 도시된 BM 전체와 R,G,B 픽셀의 일부를 표면 개질이 이루어진 상태에서 R 픽셀에 도액을 도포하는 것을 도시한 단면도이다.

Claims (23)

  1. 선택적 표면 처리 장치에 있어서,
    플라즈마 발생장치;
    상기 플라즈마 발생장치의 하부에 제공되며, 상기 플라즈마 발생장치에서 발생된 플라즈마가 통과되는 복수의 투과부를 구비한 마스크; 및
    상기 마스크를 상기 플라즈마 발생장치에 착탈 가능하게 고정 장착하기 위한 제 1 연결부재
    를 포함하는 선택적 표면 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크는 스테인리스(SUS) 재질로 구현되며,
    상기 복수의 투과부는 기판을 가로질러 하나의 라인을 형성하도록 제공되는
    선택적 표면 처리 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 마스크는 제 1 마스크 부재 및 제 2 마스크 부재로 구성되고,
    상기 제 1 마스크 부재 상에는 복수의 제 1 투과부가 형성되고, 상기 제 2 마스크 부재 상에는 복수의 제 2 투과부가 형성되며,
    상기 복수의 제 1 투과부와 상기 복수의 제 2 투과부가 상기 복수의 투과부 를 형성하는
    선택적 표면 처리 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 마스크는 제 1 마스크 부재 및 제 2 마스크 부재로 구성되고,
    상기 복수의 투과부가 상기 제 1 마스크 부재 또는 상기 제 2 마스크 부재 중 어느 하나 상에 형성되는
    선택적 표면 처리 장치.
  5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선택적 표면 처리 장치가 상기 기판 상에서 이동하면서 상기 플라즈마 발생장치가 플라즈마를 방출하고,
    상기 방출된 플라즈마는 상기 복수의 투과부를 통과하여 상기 기판 자체 또는 상기 기판 상에 형성된 하나 이상의 패턴 중 도액이 도포될 영역을 제외한 나머지 영역을 선택적으로 표면 처리하는
    선택적 표면 처리 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 도액이 친수성 도액인 경우 상기 플라즈마가 조사된 감광 영역은 소수성을 갖도록 표면 개질되고, 상기 도액이 소수성 도액인 경우 상기 감광 영역은 친수성을 갖도록 표면 개질되는 선택적 표면 처리 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생장치가 자외선 램프 장치이고,
    상기 복수의 투과부는 상기 자외선 램프 장치에서 발생된 자외선을 통과시키는
    선택적 표면 처리 장치.
  8. 패턴 형성용 노즐에 있어서,
    서로 대향하는 한 쌍의 제 1 립 및 제 2 립;
    상기 제 1 립 또는 상기 제 2 립의 내부에 형성되는 도액 공급부;
    상기 도액 공급부와 연결되는 챔버;
    상기 챔버의 하부를 따라 상기 제 1 립의 내측면과 상기 제 2 립의 내측면 사이에서 갭(L)을 구비하도록 형성되며, 최하단부(bottom edge)에는 바깥쪽으로 개구된 토출구가 형성된 복수의 노즐 홀; 및
    상기 제 1 립 또는 상기 제 2 립의 외부 일측면 상에 고정 장착되는 선택적 표면 처리 장치
    를 포함하고,
    상기 선택적 표면 처리 장치는
    플라즈마 발생장치;
    상기 플라즈마 발생장치의 하부에 제공되며, 상기 플라즈마 발생장치에서 발생된 플라즈마가 통과되는 복수의 투과부를 구비한 마스크; 및
    상기 마스크를 상기 플라즈마 발생장치에 착탈 가능하게 고정 장착하기 위한 제 1 연결부재
    를 포함하는
    패턴 형성용 노즐.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 선택적 표면 처리 장치는 적어도 하나 이상의 제 2 연결부재에 의해 상기 제 1 립 또는 상기 제 2 립의 외부 일측면 상에 고정 장착되는 패턴 형성용 노즐.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1 연결부재와 상기 적어도 하나 이상의 제 2 연결부재가 일체형의 하나의 연결 부재로 구현되는 패턴 형성용 노즐.
  11. 제 8항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크는 스테인리스(SUS) 재질로 구현되며,
    상기 복수의 투과부는 기판을 가로질러 하나의 라인을 형성하도록 제공되는
    패턴 형성용 노즐.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 마스크는 제 1 마스크 부재 및 제 2 마스크 부재로 구성되고,
    상기 제 1 마스크 부재 상에는 복수의 제 1 투과부가 형성되고, 상기 제 2 마스크 부재 상에는 복수의 제 2 투과부가 형성되며,
    상기 복수의 제 1 투과부와 상기 복수의 제 2 투과부가 상기 복수의 투과부를 형성하는
    패턴 형성용 노즐.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 마스크는 제 1 마스크 부재 및 제 2 마스크 부재로 구성되고,
    상기 복수의 투과부가 상기 제 1 마스크 부재 또는 상기 제 2 마스크 부재 중 어느 하나 상에 형성되는
    패턴 형성용 노즐.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 선택적 표면 처리 장치가 상기 기판 상에서 이동하면서 상기 플라즈마 발생장치가 플라즈마를 방출하고,
    상기 방출된 플라즈마는 상기 복수의 투과부를 통과하여 상기 기판 자체 또는 상기 기판 상에 형성된 하나 이상의 패턴 중 도액이 도포될 영역을 제외한 나머지 영역을 선택적으로 표면 처리하는
    패턴 형성용 노즐.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 도액이 친수성 도액인 경우 상기 플라즈마가 조사된 감광 영역은 소수성을 갖도록 표면 개질되고, 상기 도액이 소수성 도액인 경우 상기 감광 영역은 친수성을 갖도록 표면 개질되는 패턴 형성용 노즐.
  16. 제 8항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생장치가 자외선 램프 장치이고,
    상기 복수의 투과부는 상기 자외선 램프 장치에서 발생된 자외선을 통과시키는
    패턴 형성용 노즐.
  17. 패턴 형성용 코팅 장치에 있어서,
    스테이지;
    상기 스테이지 상에 위치되는 기판;
    상기 테이지 상에서 직선 왕복운동을 하는 갠트리; 및
    상기 갠트리에 부착되고, 도액 펌핑장치를 구비하며, 상기 기판 상에 패턴을 형성하기 위한 도액을 도포하는 노즐; 및
    상기 노즐의 일측면 또는 상기 갠트리의 하부에 고정 장착되는 선택적 표면 처리 장치
    를 포함하고,
    상기 선택적 표면 처리 장치는
    플라즈마 발생장치;
    상기 플라즈마 발생장치의 하부에 제공되며, 상기 플라즈마 발생장치에서 발생된 플라즈마가 통과되는 복수의 투과부를 구비한 마스크; 및
    상기 마스크를 상기 플라즈마 발생장치에 착탈 가능하게 고정 장착하기 위한 제 1 연결부재
    를 포함하는
    패턴 형성용 코팅 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 마스크는 스테인리스(SUS) 재질로 구현되며,
    상기 복수의 투과부는 기판을 가로질러 하나의 라인을 형성하도록 제공되는
    패턴 형성용 코팅 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 마스크는 제 1 마스크 부재 및 제 2 마스크 부재로 구성되고,
    상기 제 1 마스크 부재 상에는 복수의 제 1 투과부가 형성되고, 상기 제 2 마스크 부재 상에는 복수의 제 2 투과부가 형성되며,
    상기 복수의 제 1 투과부와 상기 복수의 제 2 투과부가 상기 복수의 투과부를 형성하는
    패턴 형성용 코팅 장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 마스크는 제 1 마스크 부재 및 제 2 마스크 부재로 구성되고,
    상기 복수의 투과부가 상기 제 1 마스크 부재 또는 상기 제 2 마스크 부재 중 어느 하나 상에 형성되는
    패턴 형성용 코팅 장치.
  21. 제 17항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선택적 표면 처리 장치가 상기 기판 상에서 이동하면서 상기 플라즈마 발생장치가 플라즈마를 방출하고,
    상기 방출된 플라즈마는 상기 복수의 투과부를 통과하여 상기 기판 상에 형성된 상기 방출된 플라즈마는 상기 복수의 투과부를 통과하여 상기 기판 자체 또는 상기 기판 상에 형성된 하나 이상의 패턴 중 도액이 도포될 영역을 제외한 나머지 영역을 선택적으로 표면 처리하는
    패턴 형성용 코팅 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 도액이 친수성 도액인 경우 상기 플라즈마가 조사된 감광 영역은 소수성을 갖도록 표면 개질되고, 상기 도액이 소수성 도액인 경우 상기 감광 영역은 친수성을 갖도록 표면 개질되는 패턴 형성용 코팅 장치.
  23. 제 17항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생장치가 자외선 램프 장치이고,
    상기 복수의 투과부는 상기 자외선 램프 장치에서 발생된 자외선을 통과시키는
    패턴 형성용 코팅 장치.
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