KR101240959B1 - 에칭액 분사를 위한 노즐을 포함하는 에칭액 공급장치 및 유리기판 에칭 장치 - Google Patents

에칭액 분사를 위한 노즐을 포함하는 에칭액 공급장치 및 유리기판 에칭 장치 Download PDF

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Abstract

본 실시예에 따른 에칭액 분사를 위한 노즐을 포함하는 에칭액 공급장치는 에칭액이 이동하는 복수의 공급관; 상기 공급관으로부터 하측 방향으로 연장형성되어, 상기 에칭액의 이동경로를 변경시키는 노즐헤드 연결부; 상기 노즐헤드 연결부의 일단과 연결되고, 상기 에칭액을 분사시키는 다수의 분사 노즐이 구비된 노즐 헤드;를 포함하고, 상기 노즐 헤드는 상기 노즐헤드 연결부의 길이방향에 대하여 수직방향이거나, 상기 공급관과 평행한 방향으로 배열되고, 상기 노즐 헤드의 일측 또는 양측 단부에는 상기 노즐 헤드 내부를 선택적으로 개방시키는 노즐 캡이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

에칭액 분사를 위한 노즐을 포함하는 에칭액 공급장치 및 유리기판 에칭 장치{Apparatus including nozzle for spraying etching solution and apparatus for etching glass substrate}
본 실시예는 유리기판 에칭 장치에 대한 것으로, 특히, 대면적의 패널을 에칭하거나 생산성을 높이기 위해 한번에 많은 양의 유리 기판 에칭을 위해 몇 개의 노즐 유닛이 구성될 경우 노즐 유닛과 노즐 유닛 사이 영역에 균일하지 못하여서 에칭액이 원활히 분사되지 못하고, 잔류하는 에칭액에 포함된 슬러지가 파이트 내에 고착화된 것을 용이하게 제거하기 위해 에칭액 분사 구조가 2단으로 구성되는 에칭 장치에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display), PDP, OLED(Organic Light Emitting Diode) 등과 같은 평판 디스플레이는, 그 구성요소로서 실리콘 산화물이 주성분으로 이루어진 유리기판을 포함한다.
유리기판의 경우에는, 평판 디스플레이에서 차지하는 중량이 매우 크기 때문에, 평판 디스플레이의 경량·박형화의 일환으로 유리기판의 중량 및 두께를 감소시키는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 유리기판의 중량 및 두께를 감소시키는 방법으로는, 유리기판의 두께를 얇게하는 박형화를 들 수 있다.
특히, LCD를 구성하는 TFT 기판과 컬러 필터 기판의 합착 패널의 경우에는, 그 두께가 종래에는 1.26mm 또는 1.0mm가 되었지만, 최근에는 약 0.8mm 정도를 요구하거나, 더욱더 박형화를 요구하는 유리기판의 경우에는 약 0.6mm 이하 심지어는 0.3mm가 되는 경우도 있다.
합착 패널의 박형화를 위하여, 종래에는 주로 에칭액을 수용하는 용기 내에서 디핑(dipping) 방법으로 유리기판을 퇴적시키고, 유리기판의 표면을 에칭하는 방법을 사용하였다. 특히, 유리기판의 박형화를 위한 에칭 공정에서, 유리기판의 표면에 디펙트가 발생한다면 유리기판을 포함하는 평판 디스플레이의 화질에 중대한 결함을 만들어 내기 때문에, 유리기판을 얇게 형성하는 것과 함께 중요한 것이 유리기판의 표면 품질과 생산성 향상에 관련된 기술이다.
이러한 사항 때문에, 용기 상측에 스프레이 노즐을 설치하고, 에칭 공정을 수행하는 동안에 용기 내에서 용기 상부면 대비하여 수직상태로 놓여진 유리기판에 에칭액을 분사시키거나, 분무시킨 방법을 적용하는 방법이 개발되었다. 이러한 스프레이 방식의 에칭 방법에 대해서는 도 1 내지 도 3에 개시되어 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 스프레이 방식에 따라 유리기판을 에칭하는 방법에 대한 설명과 발생되는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 유리기판(1)은 카세트(미도시)에 의해 수직 상태로 세워진 상태를 유지하고, 유리기판(1)의 상측에 마련되는 다수의 분사 노즐(11)을 통하여 에칭액을 하향 분사시켜 유리기판 표면에 뿌려진 에칭액이 응집되어 액체의 흐름을 만들어 유리기판(1)을 따라 흐르면서 표면을 식각하게 된다.
이러한 스프레이 방식의 에칭은, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수개의 패널을 하부에 배치시키고 상부에서 에칭액을 분사하게 하고, 분사되는 에칭액은 패널 상부에서 응집되어 액체의 흐름을 만들어 패널 하부로 흘러 내리면서 유리기판과 화학반응을 통해 표면을 에칭하므로, 다수의 유리기판을 동시에 에칭한다는 점에서 장점이 있으나, 대면적의 패널에 적용하거나 한번에 많은 양의 패널을 처리하기 위해서는 에칭액을 분사하는 노즐 유닛에 몇 가지 문제점이 발생하게 된다.
대면적과 생산성에 상관없이 종래의 도 3과 같은 구조에서 발생하는 문제는, 유리기판(1)의 상측에 마련되어 에칭액의 흐름 경로를 제공하는 노즐 헤드(10) 내 및 노즐(11)에 에칭액이 잔류하게 되는데, 에칭액은 슬러지와 같이 잔류하여 슬러지가 노즐 헤드(10) 벽에 고착되거나 노즐(11)을 막히게 하는 문제점을 유도한다. 즉, 종래의 에칭 장치는 에칭액 저장조와 관로를 통하여 연결되는 노즐 헤드(10)가 유리기판(1)의 상측에 장착되고, 상기 노즐 헤드(10)에 다수의 분사 노즐(11)들이 형성되는 구조를 갖는데, 한 세트의 유리기판(1)들의 에칭이 완료된 다음에는 에칭액의 공급이 중단되어, 상기 노즐 헤드(10) 내에는 분사되지 못한 에칭액이 잔류하게 된다. 상기 노즐 헤드(10) 내에 에칭액이 잔류하게 되면 에칭액이 응결되어 고체 형태가 될 수 있으며, 이러한 찌꺼기에 의하여 에칭장치의 에칭액이 원활히 흐르지 못하게 되는 문제점이 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 대면적의 패널을 에칭할 경우, 혹은 한번에 많은 양의 패널을 에칭하게 될 경우에는, 많은 양의 에칭액 공급이 필요하고 이에 따라 많은 수의 노즐이 필요하게 되어 복수 개의 노즐 유닛이 필요하게 된다. 다수 개의 노즐 유닛으로 구성된 에칭액 공급 장치는 노즐 유닛과 노즐 유닛 사이의 영역(C)에 에칭액이 원활하게 공급되지 못하는 문제점이 발생한다.
상세히, 에칭 공간 내에 유리기판을 에칭하기 위하여 펌프로부터 에칭액을 운반하는 제 1 공급관(30)을 포하하는 노즐 유닛과, 제 2 공급관(40)을 포함하는 노즐 유닛으로 구성되는 경우가 있다. 그리고, 상기 공급관들을 포함하는 노즐 유닛은 보다 많은 수가 마련될 수 있으며, 제 1 공급관(30)과 제 2 공급관(40) 각각은 평행하게 배치된 두 개의 공급관으로 이루어지며, 그 사이에 수직으로 다수의 노즐 헤드(10,20)들이 마련되는 구조를 갖는다.
즉, 공급관(30,40)들 사이에 다수의 노즐 헤드(10,20)들이 공급관의 길이방향과 수직으로 배치되고, 상기 노즐 헤드(10,20)의 하측에 마련되는 분사 노즐(11)들에 의하여 하측에 위치한 유리기판의 에칭이 이루어진다. 2개 이상의 노즐 유닛으로 구성된 경우도 마찬가지이다.
이러한 경우에, 제 1 공급관(30)과 제 2 공급관(40)이 위치하는 사이의 영역(C)에는, 제 1 공급관(30)의 분사노즐(11)에서 분사되는 에칭액과, 제 2 공급관(40)의 분사노즐(21)에서 분사되는 에칭액의 양이 충분하지 못할 가능성이 존재한다. 즉, 제 1 공급관(30)과 제 2 공급관(40)이 소정 간격을 두고 배치됨으로써, 제 1 공급관과, 제 2 공급관이 위치함으로써 분사 노즐을 형성하지 못해, 분사 노즐(11,21)로부터 분사되는 에칭액이 충분하지 못하는 영역(C)이 존재할 수 있으며, 이러한 영역에 위치하는 유리기판의 에칭은 그렇지 않은 부분의 에칭 특성을 확보하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 노즐 장치와 상기 노즐 장치를 포함하는 에칭 장치는, 에칭 공간 내에 다수의 유리기판들이 배치되고, 동시에 다수의 유리기판 세트들을 에칭하는 경우에도 서로 다른 노즐 유닛들 사이에서 에칭액 공급이 원활하지 못하는 영역이 발생하지 않도록 하는 에칭 장치를 제안하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 노즐 장치와 상기 노즐 장치를 포함하는 에칭 장치는, 노즐 헤드 내에 에칭액이 잔류하게 됨으로써 고착된 슬러지가 유리 기판 표면에 디펙트를 발생시키거나 에칭액 공급 특성을 변화시키는 현상을 줄이기 위하여 노즐 헤드 내부의 청소가 가능한 유리기판 에칭 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 노즐 장치와 상기 노즐 장치를 포함하는 에칭 장치는, 에칭액 저장조로부터 에칭액을 공급관으로 이송시키는 펌프의 성능을 향상시키는 것을 강제하지 않으면서, 공급관으로부터 노즐헤드로 에칭액이 원활히 이동되도록 하는 유리기판의 에칭 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 실시예에 따른 에칭액 분사를 위한 노즐을 포함하는 에칭액 공급장치는 에칭액이 이동하는 복수의 공급관; 상기 공급관으로부터 하측 방향으로 연장형성되어, 상기 에칭액의 이동경로를 변경시키는 노즐헤드 연결부; 상기 노즐헤드 연결부의 일단과 연결되고, 상기 에칭액을 분사시키는 다수의 분사 노즐이 구비된 노즐 헤드;를 포함하고, 상기 노즐 헤드는 상기 노즐헤드 연결부의 길이방향에 대하여 수직방향이거나, 상기 공급관과 평행한 방향으로 배열되고, 상기 노즐 헤드의 일측 또는 양측 단부에는 상기 노즐 헤드 내부를 선택적으로 개방시키는 노즐 캡이 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 공급관의 일측에는 상기 공급관 내부를 선택적으로 개방시킬 수 있는 공급관 캡이 형성되는 것을 특징으로 하는 에칭액 분사를 위한 노즐을 포함하는 에칭액 공급장치.
또한, 본 실시예의 유리기판 에칭장치는, 에칭액 저장조에 저장된 에칭액을 운반하는 저장조 연결관; 에칭액이 이동하는 복수의 공급관; 상기 공급관으로부터 하측 방향으로 연장형성되어, 상기 에칭액의 이동경로를 변경시키는 노즐헤드 연결부; 상기 노즐헤드 연결부의 일단과 연결되고, 상기 에칭액을 분사시키는 다수의 분사 노즐이 구비된 노즐 헤드;를 포함하고, 상기 노즐 헤드는 상기 노즐헤드 연결부의 길이방향에 대하여 수직방향이거나, 상기 공급관과 평행한 방향으로 배열되고, 상기 공급관 또는 상기 노즐 헤드의 일측에는 선택적으로 착탈이 가능한 캡이 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 저장조 연결관은 복수 개 형성되고, 상기 저장조 연결관과 연결되는 각각의 공급관은 복수 개의 파이프로 분기되는 것을 특징으로 한다.
제안되는 바와 같은 에칭액 분사를 위한 노즐 장치와, 유리기판 에칭 장치에 의해서, 인접한 공급관들 사이에서 에칭액이 충분히 도달하지 못하는 영역이 발생하지 않게 되고, 대면적 유리기판의 에칭을 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 실시예에 의해서, 노즐 헤드 내부의 청소가 가능하도록 노즐 헤드 내부를 개방시킬 수 있는 캡이 장착됨으로써, 잔류하는 에칭액에 포함된 슬러지를 제거할 수 있는 장점이 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 스프레이 방식에 따라 유리기판을 에칭하는 방법에 대한 설명과 발생되는 문제점을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2단 노즐 장치를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 노즐 장치를 포함하는 유리기판 에칭 장치의 구성을 보여주는 도면.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2단 노즐 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시되는 본 실시예의 2단 노즐 장치는 공급관과, 그 하측에 장착되는 노즐 헤드를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 것으로서, 실시예에 따라서는 도 5에 도시된 바와 같이 실시가능할 것이다.
실시예의 에칭액 분사를 위한 노즐 장치는, 에칭액 저장조(미도시)로부터 전달되는 에칭액이 이동하는 공급관(100)과, 상기 공급관(100) 보다 하측에 마련되는 노즐 헤드(120)와, 상기 노즐 헤드(120)와 공급관(100)을 연결하는 노즐헤드 연결부(110)를 포함한다.
특히, 다수의 분사 노즐(121)이 형성되는 노즐 헤드(120)가 상기 공급관(100) 보다 하측에 마련되며, 상기 노즐헤드 연결부(110)는 상기 노즐 헤드(120)와 공급관(100)을 수직으로 연결한다.
상기 공급관(100) 내부를 이동하는 에칭액은 상기 노즐헤드 연결부(110)를 경유하여 상기 노즐 헤드(120) 내부로 이동하게 되는데, 상기 노즐 헤드(120)가 상기 공급관(100) 보다 수직 하방에 위치하기 때문에 에칭액이 공급관(100)으로부터 노즐 헤드(120)로의 이동이 원활히 이루어질 수 있다.
즉, 상기 공급관(100)과 동일한 수평선상에서 상기 노즐 헤드(120)가 분기된다면, 공급관(100)으로부터 노즐 헤드로 적절히 분배되지 않을 가능성이 높다. 왜냐하면, 공급관(100) 내부를 유동하는 에칭액이 동일한 수평선상에서 90도에 가깝게 급속히 흐름 방향을 변경하는 것은 펌프에 의한 펌핑 압력을 높이지 않고서는 달성하기 어렵기 때문이다.
이에 반하여, 본 발명의 실시예에 따른 노즐 장치는, 공급관(100) 내부를 유동하는 에칭액이 중력에 의하여 자연스럽게 하강하면서 그 경로를 변경할 수 있도록, 상기 공급관(100)의 수직 하방에 노즐 헤드(120)가 위치하고, 상기 노즐 헤드(120)와 공급관(100)을 노즐헤드 연결부(110)가 연결하는 구조를 갖는다.
이러한 구조에 의해서, 에칭액 저장조로부터 에칭액을 끌어들이는 펌프의 펌핑 압력을 높일 필요 없이 기존의 펌프를 이용하더라도, 에칭액의 이동 경로를 용이하게 변경할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 실시예에 따른 노즐 헤드(120)에는 다수의 분사 노즐(121)들이 마련되며, 특히, 상기 노즐헤드 연결부(110)의 수직 하방에 해당하는 위치에도 상기 분사 노즐(121)을 형성시킨다. 이를 통해서, 다수의 공급관(100) 들 사이의 영역에서 에칭액이 충분하지 못하는 영역을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 노즐 헤드(120)의 양측 또는 일측에는 상기 노즐 헤드(120)의 내부를 오픈시킬 수 있는 노즐 캡(130)이 장착된다. 상기 노즐 캡(130)은 다양한 구조로 상기 노즐 헤드(120)의 일측 단부에 장착될 수 있으며, 상기 노즐 캡(130)을 상기 노즐 헤드(120)로부터 선택적으로 제거함으로써, 노즐 헤드(120) 내부를 관리자가 청소할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따라 공급관(100)과 노즐 헤드(120)가 2단 구조로 이루어지기 때문에, 상기 노즐 헤드(120)의 내부를 필요에 따라 오픈시킬 수 있는 노즐 캡(130)을 장착할 수 있는 구조가 되며, 또한 노즐 헤드(120)의 하측에 마련되는 다수의 분사 노즐(121)들에 의하여 공급관과 공급관 사이의 영역에 대해서 에칭액이 고르게 분사되는 효과를 달성할 수 있다.
또한, 노즐 헤드(120) 뿐만 아니라 공급관(100)의 단부에도, 상기 공급관(100)의 내부를 선택적으로 개방시킬 수 있는 공급관 캡(140)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 공급관 캡(140)은 각각의 공급관 단부에 구비될 수 있으며, 공급관 내에 잔류할 수 있는 슬러지를 상기 공급관 캡(140)을 개방하여 청소하는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 노즐 장치를 포함하는 유리기판 에칭 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5에 도시되는 노즐 장치는, 앞선 도 4에서 개시되는 노즐 장치 및 공급관이 다수개가 에칭 공간 내에 배치된 경우가 된다. 에칭 공간 내에는 다수의 공급관(100,200)들이 배열되며, 각각의 공급관(100,200)의 일측은 저장조 연결관(301,302)과 연결된다. 그리고, 각각의 저장조 연결관(301,302)들은 에칭액 저장조와 연결되어, 펌프에 의하여 에칭액 저장조에 수용된 에칭액이 저장조 연결관(301,302)을 따라 공급관(100,200)으로 공급된다.
제 1 저장조 연결관(301)으로부터 제 1 공급관(100)은 두 개의 파이프로 분기되고, 상기 제 2 공급관(200) 역시 제 2 저장조 연결관(302)으로부터 분기되는 두 개의 파이프로 구성된다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2 공급관(100,200)은 에칭 대상의 유리기판의 상측에 배치되며, 유리기판 표면에 분사된 에칭액은 설정된 라인을 따라 에칭액 저장조로 순환된다.
그리고, 제 1 공급관(100) 및 제 2 공급관(200) 아래에 위치하는 유리기판 세트들은 카세트에 의해 에칭 공간 내로 운반된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 노즐 장치에 의해서, 공급관으로부터 노즐 헤드 측으로 원활한 에칭액의 공급이 이루어질 수 있으며, 공급관의 끝부분과 노즐 헤드에 일측 또는 양측에 마련되는 캡을 선택적으로 분리시킴으로써 노즐 헤드 내에 잔류하고 있는 에칭액에 의하여 찌꺼기가 발생하더라도 노즐 헤드 내부를 청구할 수 있는 장점이 있다.
100, 200 : 공급관 110 : 노즐헤드 연결부
120 : 노즐 헤드 121 : 분사 노즐
130 : 노즐 캡 301, 302 : 저장조 연결관
140 : 공급관 캡

Claims (4)

  1. 에칭액이 이동하는 복수의 공급관;
    상기 공급관으로부터 하측 방향으로 연장형성되어, 상기 에칭액의 이동경로를 변경시키는 노즐헤드 연결부;
    상기 노즐헤드 연결부의 일단과 연결되고, 상기 에칭액을 분사시키는 다수의 분사 노즐이 구비된 노즐 헤드;를 포함하고,
    상기 노즐 헤드는 상기 노즐헤드 연결부의 길이방향에 대하여 수직방향이거나, 상기 공급관과 평행한 방향으로 배열되고,
    상기 노즐 헤드의 일측 또는 양측 단부에는 상기 노즐 헤드 내부를 선택적으로 개방시키는 노즐 캡이 형성되는 것을 특징으로 하는 에칭액 분사를 위한 노즐을 포함하는 에칭액 공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급관의 일측에는 상기 공급관 내부를 선택적으로 개방시킬 수 있는 공급관 캡이 형성되는 것을 특징으로 하는 에칭액 분사를 위한 노즐을 포함하는 에칭액 공급장치.
  3. 에칭액 저장조에 저장된 에칭액을 운반하는 저장조 연결관;
    에칭액이 이동하는 복수의 공급관;
    상기 공급관으로부터 하측 방향으로 연장형성되어, 상기 에칭액의 이동경로를 변경시키는 노즐헤드 연결부;
    상기 노즐헤드 연결부의 일단과 연결되고, 상기 에칭액을 분사시키는 다수의 분사 노즐이 구비된 노즐 헤드;를 포함하고,
    상기 노즐 헤드는 상기 노즐헤드 연결부의 길이방향에 대하여 수직방향이거나, 상기 공급관과 평행한 방향으로 배열되고,
    상기 공급관 또는 상기 노즐 헤드의 일측에는 선택적으로 착탈이 가능한 캡이 형성되는 것을 특징으로 하는 유리기판 에칭장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 저장조 연결관은 복수 개 형성되고,
    상기 저장조 연결관과 연결되는 각각의 공급관은 복수 개의 파이프로 분기되는 것을 특징으로 하는 유리기판 에칭장치.
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