KR101260925B1 - 챔버형 기판 코팅장치 및 기판 코팅방법 - Google Patents
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Abstract
챔버형 기판 코팅장치를 제공한다.
본 발명은 기판의 표면에 코팅액을 일정두께로 균일하게 코팅하는 장치에 있어서, 상기 기판을 일방향으로 이동시키는 이동부를 구비하고, 상기 기판이 투입되는 투입구와 배출되는 배출구를 형성하고, 내부공간으로 무화된 코팅액을 분사하는 적어도 하나의 노즐을 갖는 미스트챔버를 상기 이동부의 기판 이동경로 상에 구비하는 본체부; 상기 노즐과 미스트공급라인을 매개로 연결되고, 일정량의 코팅액이 채워지는 반응챔버를 구비하고, 상기 반응챔버의 내부에 코팅액을 무화시키는 초음파 진동자를 갖추어 상기 초음파 진동자에 의해서 코팅액을 무화시키는 미스트발생부 ; 상기 반응챔버와 코팅액공급라인을 매개로 연결되어 코팅액을 공급하는 코팅액공급부 ; 상기 반응챔버와 에어공급라인을 매개로 연결되어 에어를 공급하는 에어공급부 ; 및 상기 미스트챔버를 통과한 기판과 코팅층에 열을 제공하도록 상기 배출구 근방에 적어도 하나의 히터부재를 구비하여 상기 기판의 상부면에 무화된 코팅액이 낙하되어 형성된 코팅층을 건조하는 건조부를 포함한다.
본 발명은 기판의 표면에 코팅액을 일정두께로 균일하게 코팅하는 장치에 있어서, 상기 기판을 일방향으로 이동시키는 이동부를 구비하고, 상기 기판이 투입되는 투입구와 배출되는 배출구를 형성하고, 내부공간으로 무화된 코팅액을 분사하는 적어도 하나의 노즐을 갖는 미스트챔버를 상기 이동부의 기판 이동경로 상에 구비하는 본체부; 상기 노즐과 미스트공급라인을 매개로 연결되고, 일정량의 코팅액이 채워지는 반응챔버를 구비하고, 상기 반응챔버의 내부에 코팅액을 무화시키는 초음파 진동자를 갖추어 상기 초음파 진동자에 의해서 코팅액을 무화시키는 미스트발생부 ; 상기 반응챔버와 코팅액공급라인을 매개로 연결되어 코팅액을 공급하는 코팅액공급부 ; 상기 반응챔버와 에어공급라인을 매개로 연결되어 에어를 공급하는 에어공급부 ; 및 상기 미스트챔버를 통과한 기판과 코팅층에 열을 제공하도록 상기 배출구 근방에 적어도 하나의 히터부재를 구비하여 상기 기판의 상부면에 무화된 코팅액이 낙하되어 형성된 코팅층을 건조하는 건조부를 포함한다.
Description
본 발명은 기판을 코팅액으로 코팅처리 하는데 사용되는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 기류변동에 의한 외부영향을 최소화시킨 상태에서 기판의 표면에 무화된 코팅액을 중력에 의해서 자연스럽게 응축 및 부착시켜 균일한 두께의 코팅층을 형성할 수 있는 챔버형 기판 코팅장치 및 기판코팅방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼나 디스플레이용 유리 기판상에 감광액, 식각액 ITO 코팅액 등과 같은 코팅액을 도포하는 공정은 스핀코팅방식을 이용하여 유리기판을 코팅 처리하였다.
이러한 종래의 스핀코팅 방식은 기판이나 웨이퍼 그리고 이와 유사한 피도포재를 모터부재의 회전력에 의해서 회전하는 회전척 상에 배치한 상태에서 일정량의 코팅액을 기판상에 낙하시킴으로써 고속의 스핀회전에 의하여 기판 표면상에 코팅액을 도포하는 것이다.
그러나, 이러한 종래의 스핀코팅방식은 고속의 스핀회전시 코팅액의 비산이 발생하고 필요량 이상의 코팅액이 소요되어 환경적인 문제와 함께 재료의 손실이 발생하여 왔다.
또한, 종래의 스핀코팅방식으로는 웨이퍼 상의 패턴이나 요철 부분에 공기가 미처 빠져나가지 못하고 그 위에 코팅액이 도포 됨으로써 이후의 다단계 공정에서의 제품에 결함이 발생할 수 있는 경우가 많이 있었다.
이와 더불어, 종래의 스핀코팅방식으로는 점차로 대형화되는 기판 상에 원하는 코팅액을 도포하는 경우에 대형기판의 고속회전이 어려워져 장치비용이 상승하는 단점이 있었다.
이에 따라, 대형화되는 기판상에 코팅액을 균일하게 도포하기 위해서, 슬릿 다이(Slit Die)를 통하여 공급된 코팅액을 대면적의 기판상에 분사하여 코팅하는 슬릿 다이 코팅방식이 알려져 있다.
그러나, 이러한 슬릿 다이 코팅방식으로 태양전지용 보호유리기판 등과 같이 패턴이 형성되어 있는 대형기판을 코팅하는 경우 패터닝된 부분에 대한 두께제어가 난해하여 제품수율이 낮기 때문에 코팅액을 미세 액적상태로 전환하여 대형기판상에 분무하여 코팅하는 스프레이 코팅방식으로 코팅처리하는 것이 유리하다.
또한, 입자크기가 미세한 분무형태로 전환된 코팅액을 외부환경으로부터 완전 노출되도록 개방된 작업환경에서 기판상에 분무하여 코팅하는 경우, 코팅시 일방향으로 이동하는 기판에 의한 기류변동과 바람과 같은 외부환경에 의하여 무화된 분무입자가 기판상에 불균일하게 낙하되어 코팅처리되면서 기판의 코팅층을 불균일하게 하고, 이로 인하여 제품 수율을 저하시키는 요인으로 작용하였다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 기류변동에 의한 외부영향을 최소화시킨 상태에서 기판의 표면에 무화된 코팅액을 중력에 의해서 자연스럽게 응축 및 부착시켜 균일한 두께의 코팅층을 형성할 수 있는 챔버형 기판코팅장치 및 기판 코팅방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 기판의 표면에 코팅액을 일정두께로 균일하게 코팅하는 장치에 있어서, 상기 기판을 일방향으로 이동시키는 이동부를 구비하고, 상기 기판이 투입되는 투입구와 배출되는 배출구를 형성하고, 내부공간으로 무화된 코팅액을 분사하는 적어도 하나의 노즐을 갖는 미스트챔버를 상기 이동부의 기판 이동경로 상에 구비하는 본체부; 상기 노즐과 미스트공급라인을 매개로 연결되고, 일정량의 코팅액이 채워지는 반응챔버를 구비하고, 상기 반응챔버의 내부에 코팅액을 무화시키는 초음파 진동자를 갖추어 상기 초음파 진동자에 의해서 코팅액을 무화시키는 미스트발생부 ; 상기 반응챔버와 코팅액공급라인을 매개로 연결되어 코팅액을 공급하는 코팅액공급부 ; 상기 반응챔버와 에어공급라인을 매개로 연결되어 에어를 공급하는 에어공급부 ; 및 상기 미스트챔버를 통과한 기판과 코팅층에 열을 제공하도록 상기 배출구 근방에 적어도 하나의 히터부재를 구비하여 상기 기판의 상부면에 무화된 코팅액이 낙하되어 형성된 코팅층을 건조하는 건조부를 포함함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 이동부는 복수개의 구동롤의 양단을 회전가능하게 구비하는 수평대와, 상기 구동롤의 외부면에 감겨진 제1동력전달수단과, 상기 구동롤의 롤축에 감겨진 벨트 또는 체인과 같은 제2동력전달수단을 순환시키도록 복수개의 구동롤 중 상기 제1,2동력전달수단이 연결되는 구동롤을 회전구동시키는 구동모터를 구비한다.
바람직하게, 상기 미스트 챔버는 상기 투입구 근방에 흡인력을 제공하여 상기 투입구를 통한 무화된 코팅액의 외부비산을 방지하는 제1미스트흡입부를 구비하거나 상기 배출구 근방에 흡인력을 제공하여 상기 배출구를 통한 무화된 코팅액의 외부비산을 방지하는 제2미스트흡입부를 구비한다.
바람직하게, 상기 미스트 챔버는 기판의 통과 후 내부공간에 잔류하는 무화된 코팅액을 흡입하여 제거하도록 상부면에 제3미스트흡입부를 구비한다.
바람직하게, 상기 반응챔버는 상기 코팅액공급부의 코팅액공급라인과 연결되어 일정량의 코팅액이 채워지고, 내부공간에 채워진 코팅액을 전원인가시 발생하는 초음파 진동에 의해서 직접적으로 미세한 분무입자로 무화시키는 적어도 하나의 초음파 진동자를 구비하는 외부챔버로 이루어진다.
바람직하게, 상기 반응챔버는 상기 코팅액공급부의 코팅액공급라인과 연결되어 일정량의 코팅액이 채워지는 내부챔버와, 상기 내부챔버에 채워진 코팅액을 전원인가시 발생하는 초음파 진동에 의해서 간접적으로 미세한 분무입자로 무화시키는 적어도 하나의 초음파 진동자를 구비하는 외부챔버로 이루어진다.
바람직하게, 상기 반응챔버에 코팅액을 공급하는 코팅액공급라인에는 상기 반응챔버내로 공급되는 코팅액을 가열하는 코팅액가열부를 추가 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 반응챔버는 캐리어가스를 공급하는 가스공급라인과 연결되고, 상기 가스공급라인에는 캐리어가스를 가열하는 가스가열부를 추가 포함한다.
바람직하게, 상기 건조부는 상기 코팅층의 온도를 측정하는 상부온도센서와 상기 기판의 온도를 측정하는 하부온도센서의 온도측정값을 서로 비교한 비교값을 근거로 하여 상기 코팅층의 온도가 상기 기판의 표면온도보다 높아지도록 상기 코팅층을 가열하는 상부히터와 상기 기판의 하부면을 가열하는 하부히터를 구비한다.
또한, 본 발명은 기판의 표면에 코팅액을 일정두께로 균일하게 코팅하는 방법에 있어서, 적어도 하나의 노즐을 구비하는 미스트챔버의 내부공간을 통과하도록 이동부에 의해서 기판을 이송하는 단계 ; 상기 노즐과 미스트공급라인을 매개로 연결된 반응챔버에 코팅액을 채우고, 상기 반응챔버에 에어를 공급하면서 초음파 진동자에 의해 코팅액을 무화시키는 단계; 상기 기판이 미스트챔버의 내부공간을 통과하는 동안 상기 노즐로부터 분사되는 무화된 코팅액을 기판의 표면에 낙하시켜 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 미스트 챔버로부터 배출되는 기판에 히터부재에 의해서 열을 제공하여 상기 코팅층을 건조하는 단계: 를 포함함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 기판을 이송하는 단계이전에 습식방식 또는 건식방식으로 기판의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 세척단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 기판을 이송하는 단계는 수평대에 양단이 회전가능하게 조립되는 복수개의 구동롤의 외부면에 감겨진 제1동력전달수단과, 상기 구동롤의 롤축에 감겨진 제2동력전달수단을 순환시키도록 복수개의 구동롤 중 상기 제1,2동력전달수단이 연결되는 구동롤을 회전구동시키는 구동모터의 구동력에 의해서 기판을 일방향으로 연속하여 이송시킨다.
바람직하게, 상기 코팅액을 무화시키는 단계는 상기 반응챔버의 내부로 공급되는 코팅액을 코팅액가열부에 의해서 상기 미스트챔버의 내부분위기 또는 기판의 표면온도와 대응하는 온도로 가열하는 코팅액가열단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 코팅액을 무화시키는 단계는 상기 반응챔버의 내부로 공급되는 에어를 에어가열부에 의해서 코팅액의 온도와 대응하는 온도로 가열하는 에어가열단계를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 코팅액을 무화시키는 단계는 상기 반응챔버의 내부로 공급되는 캐리어가스를 가스가열부에 의해서 온도와 대응하는 온도로 가열하는 가스가열단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 코팅층을 형성하는 단계는 상기 미스트챔버의 개방된 투입구 근방에 구비되는 제1미스트흡입부에 의해서 상기 투입구를 통하여 외부비산되는 무화된 코팅액을 흡입제거하거나 상기 미스트챔버의 개방된 배출구 근방에 구비되는 제2미스트흡입부에 의해서 상기 배출구를 통하여 외부비산되는 무화된 코팅액을 흡입제거하거나 상기 미스트챔버의 상부면에 구비되는 제3미스트흡입부에 의해서 미스트챔버의 내부공간에 잔류하는 무화된 코팅액을 흡입제거하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 코팅층을 건조하는 단계는 상기 코팅층의 온도를 측정하는 상부온도센서와 상기 기판의 온도를 측정하는 하부온도센서의 온도측정값을 서로 비교한 비교값을 근거로 하여 상기 코팅층의 온도가 상기 기판의 표면온도보다 높아지도록 상기 코팅층을 가열하는 상부히터와 상기 기판의 하부면을 가열하는 하부히터를 제어하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 코팅액의 온도는 25 내지 40℃이고, 상기 초음파 진동자의 출력은 2.0 내지 3.5와트로 설정하고, 상기 반응챔버내로 공급되는 에어공급유량은 20 내지 40L/min로 하고, 기판을 이송하는 속도는 20 내지 30mm/sec로 설정한다.
더욱 바람직하게, 상기 코팅액은 40℃이고, 상기 초음파 진동자의 출력은 3.5와트로 설정하고, 상기 반응챔버내로 공급되는 에어공급유량은 30L/min로 하고, 기판을 이송하는 속도는 25mm/sec로 설정한다.
본 발명에 의하면, 이동부의 경로상에 구비된 미스트챔버의 내부공간으로 기판을 일방향으로 이동하는 동안 미스트 발생부에서 미세한 입자크기를 갖도록 무화된 코팅액을 미스트챔버의 내부공간으로 분사함으로써 기판의 저속이동에 기인하는 기류변동의 영향력을 최소화시키는 미스트 챔버의 내부공간에서 기판상으로 낙하되는 분무입자에 의해서 코팅층을 균일하게 형성할 수 있기 때문에 코팅불량에 의한 제품불량율을 현저히 낮출 수 있다.
또한, 미스트챔버에서 코팅층을 형성한 다음 챔버로부터 배출되는 기판의 코팅층 표면온도를 기판의 표면온도보다 높게 유지되도록 코팅층을 가열하면서 건조시킴으로써 온도편차에 기인하는 코팅성능의 저하를 최소화하고, 코팅층의 입자 대류현상에 기인하는 뭉침 현상을 방지할 수 있기 때문에 기판 상에 코팅층을 제품 불량없이 균일한 두께로 코팅 처리함과 동시에 제품수율을 높일 수 있고, 기판 불량율을 낮추어 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 챔버형 기판 코팅장치를 도시한 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 챔버형 기판 코팅장치에 구비되는 이동부를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 챔버형 기판 코팅장치에 구비되는 미스트챔버를 도시한 것으로서,
a)는 단면도이고,
b)는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 챔버형 기판 코팅장치에 구비되는 미스트발생부, 코팅액공급부 및 에어공급부를 도시한 것으로서,
a)는 단일 외부챔버형
b)는 이중 내,외부챔버이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 챔버형 기판 코팅장치에 구비되는 건조부를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 챔버형 기판 코팅장치 및 기판 코팅방법으로 제조된 기판의 파장에 대한 투과율을 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 챔버형 기판 코팅장치에 구비되는 이동부를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 챔버형 기판 코팅장치에 구비되는 미스트챔버를 도시한 것으로서,
a)는 단면도이고,
b)는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 챔버형 기판 코팅장치에 구비되는 미스트발생부, 코팅액공급부 및 에어공급부를 도시한 것으로서,
a)는 단일 외부챔버형
b)는 이중 내,외부챔버이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 챔버형 기판 코팅장치에 구비되는 건조부를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 챔버형 기판 코팅장치 및 기판 코팅방법으로 제조된 기판의 파장에 대한 투과율을 도시한 그래프이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 첨부된 도면을 따라 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 챔버형 기판 코팅장치(100)는 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본체부(110), 미스트발생부(120), 코팅액공급부(130), 에어공급부(140) 및 건조부(150)를 포함하여 기판의 이동에 따른 기류변동을 최소화할 수 있는 공간 내에서 일방향으로 진행하는 기판의 표면에 무화된 코팅액을 분사하여 기판의 표면상에 코팅불량없이 균일한 코팅층을 형성하는 것이다.
상기 본체부(110)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 코팅대상물인 사각판상의 유리기판 또는 웨이퍼 등과 같은 기판(1)을 일방향으로 이동시키는 이동부(110a)와, 상기 기판이 일방향으로 통과하는 동안 코팅공정이 이루어지도록 노즐이 배치되는 미스트챔버(110b)를 포함한다.
상기 이동부(110a)는 복수개의 구동롤(111)의 양단을 회전가능하게 구비하는 수평대(112)와, 상기 구동롤(111)의 외부면에 감겨진 벨트와 같은 제1동력전달수단(113a)과, 상기 구동롤(111)의 롤축에 감겨진 벨트 또는 체인과 같은 제2동력전달수단(113b)을 순환시키도록 복수개의 구동롤(111) 중 상기 제1,2동력전달수단(113a,113b)이 연결되는 구동롤(111a)을 회전구동시키는 구동모터(114)를 구비하고, 상기 수평대(112)는 수직대(112a)상에 수평한 상태를 유지하도록 지지된다.
여기서, 상기 제1동력전달수단(113a)은 상기 미스트챔버(110b)에서의 기판코팅시 무화된 코팅액이 상기 미스트 챔버(110b)의 개방된 하부로 배출되는 것을 방지하기 위해서 기판(1)의 하부공간을 밀폐하도록 상기 기판(1)의 폭보다 크고 상기 구동롤(111)의 길이보다 작은 폭크기를 갖는 벨트부재로 이루어지는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 구동모터(114)의 구동시 상기 기판(1)은 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 미스트 챔버(110b)의 입구단과 미스트 챔버의 하부에 해당하는 대기로딩구간(A)과 코팅구간(B)에 배치된 구동롤(111)의 외부면에 감겨진 벨트부재와 같은 제1동력전달수단(113a)상에 올려져 일방향(도면상 우측방향)으로 이동되면서 코팅공정이 이루어진다.
또한, 상부면에 코팅액이 코팅된 기판(1)은 히터부재(151)가 배치되는 건조구간(C)과 배출로딩구간(D)에 배치된 구동롤(111)의 롤축(111a)에 감겨진 체인 또는 벨트부재와 같은 제2동력전달수단(113b)에 의해 일방향 회전구동되는 구동롤(111)상에 올려져 일방향으로 이동되면서 건조공정이 이루어진다.
상기 미스트챔버(110b)는 도 3(a)(b)에 도시한 바와 같이,코팅대상물인 기판(1)이 투입되는 투입구(115a)를 일단에 구비하고, 상부면에 코팅액이 코팅처리된 기판이 배출되는 배출구(115b)를 타단에 구비하며, 상기 구동롤(111)과 대응하는 하부면만을 개방하고, 무화된 코팅액이 채워지도록 일정크기의 내부공간을 갖는 박스 구조물로 이루어져 상기 기판(1)이 이동되는 경로상에 배치된다.
이러한 미스트 챔버(110b)에는 내부공간으로 진입된 기판(1)의 상부면으로 무화된 코팅액을 분사하도록 적어도 하나의 노즐(116)을 구비한다.
상기 노즐(116)은 상기 기판의 폭방향으로 무화된 코팅액을 고르게 분사하여 낙하시킬 수 있도록 기판의 폭방향으로 개구된 일자형 슬릿 노즐공으로 구비될 수 있지만 이에 한정되는 것은 다양한 형태로 구비될 수 있다.
또한, 상기 미스트챔버(110b)는 상기 투입구(115a)를 통하여 무화된 코팅액의 외부비산을 방지하도록 상기 투입구(115a) 근방에 흡인력을 제공하는 제1미스트흡입부(117a)를 구비하거나 상기 배출구(115b)를 통하여 무화된 코팅액의 외부비산을 방지하도록 상기 배출구(115b) 근방에 흡인력을 제공하는 제2미스트흡입부(117b)를 구비할 수도 있다.
그리고, 상기 미스트 챔버(110b)의 상부면에는 기판(1)의 통과 후 내부공간에 잔류하는 무화된 코팅액을 제거하도록 상기 미스트 챔버(110b)의 내부공간에 흡입력을 제공하는 제3미스트흡입부(118)를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 미스트 발생부(120)는 도 4a와 도 4b에 도시한 바와 같이, 초음파 진동자(122)에 의해서 제공되는 초음파 진동에 의해서 코팅액을 미세한 입자로 무화시키는 반응챔버(121)를 포함한다.
상기 반응챔버(121)는 상기 미스트 챔버(110b)에 설치된 노즐(116)과 미스트공급라인(116a)을 매개로 연결되고, 일정량의 코팅액이 채워지고 상기 코팅액을 미세한 입자로 무화시키도록 전원인가시 초음파 진동을 발생시키는 적어도 하나의 초음파 진동자(122)를 구비한다.
상기 미스트공급라인(116a)에는 상기 노즐(116)측으로 공급되는 무화된 코팅액의 공급량을 조절할 수 있도록 밸브부재(116b)를 구비하는 것이 바람직하다.
이러한 반응챔버(121)는 도 4a 에 도시한 바와 같이, 상기 코팅액공급부(130)의 코팅액공급라인(132)과 연결되어 일정량의 코팅액이 채워지고, 내부공간에 채워진 코팅액을 전원인가시 발생하는 초음파 진동에 의해서 직접적으로 미세한 분무입자로 무화시키는 적어도 하나의 초음파 진동자(122)를 구비하는 외부챔버(121a)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 반응챔버(121)는 도 4b 에 도시한 바와 같이, 상기 코팅액공급부(130)의 코팅액공급라인(132)과 연결되어 일정량의 코팅액이 채워지는 내부챔버(121b)와, 상기 내부챔버(121b)에 채워진 코팅액을 전원인가시 발생하는 초음파 진동에 의해서 간접적으로 미세한 분무입자로 무화시키는 적어도 하나의 초음파 진동자(122)를 구비하는 외부챔버(121a)로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 반응챔버(121)가 코팅액이 채워지는 내부챔버(121b)와, 초음파 진동자(122)가 구비되는 외부챔버(121a)로 이중구조로 이루어지는 경우, 코팅액에 의해서 초음파 진동자가 부식되어 손상되는 것을 방지하여 초음파 진동자의 사용수명을 연장할 수 있다.
상기 외부챔버(121a)에 구비되는 초음파 진동자(122)는 초음파 진동에 의해서 코팅액을 무화시키는 미스트 발생량을 제어할 수 있도록 초음파 진동자의 발진부의 소모전력을 수시로 모니터링하는 전원모니터링부(123)와 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 외부챔버(121a)의 내부에 장착된 초음파 진동자(122)의 작동시 상기 외부챔버(121a)의 내부에 채워지거나 내부챔버(121b)에 채워진 코팅액은 초음파 진동자(122)의 초음파 제너레이터에 의해서 발생하는 모세관파에 의해서 일정크기의 무화된 분무입자로 전환된다.
이어서, 에어공급라인(142)을 통하여 공급되는 에어와 더불어 상기 미스트챔버(110b)에 구비된 노즐(116)을 통하여 미스트챔버(110b)의 내부공간으로 분사되고, 이러한 무화된 코팅액의 분무입자는 상기 이동부(110a)를 따라 일방향으로 이동되는 기판의 표면상으로 낙하되면서 일정속도로 일방향으로 진행하는 기판(1)상에 일정두께의 코팅층을 형성하게 되는 것이다.
상기 코팅액 공급부(130)는 도 4a와 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 반응챔버(121)와 코팅액공급라인(132)을 매개로 연결되어 상기 외부챔버(121a) 또는 내부챔버(121b)에 일정온도를 갖는 코팅액을 공급하는 것이다.
상기 코팅액공급라인(132)은 일정량의 코팅액이 저장되는 코팅액저장탱크(135)로부터 코팅액을 강제흡입하여 공급할 수 있도록 코팅액공급펌프(134)와 연결되고, 길이중간에는 공급되는 코팅액의 공급량을 조절할 수 있도록 밸브부재(132a)를 구비한다.
상기 밸브부재(132a)와 코팅액공급펌프(134)와의 사이에는 상기 외부챔버(121a) 또는 내부챔버(121b)내로 공급되는 코팅액을 용액점도가 최대로 낮아지는 상태의 특정온도를 갖도록 가열하는 코팅액가열부(133)를 구비하여 코팅액온도를 가변시킴으로써 상기 초음파 진동자로부터 분사되는 분무입자의 온도 및 입자크기를 변화시켜 코팅특성을 가변시킬 수 있도록 코팅액가열부(133)를 구비한다.
이에 따라, 상기 코팅액공급라인(132)을 통하여 상기 외부챔버(121a) 또는 내부챔버(121b)에 공급되는 코팅액은 상기 코팅액가열부(133)에서 제공하는 열원에 의해서 용액의 점도가 최대로 낮아지는 특정온도를 갖도록 가열됨으로써 상기 반응챔버에서 초음파 진동자의 초음파 진동에 의하여 코팅액을 미세한 분무입자로 무화시키는 작업을 원활하게 수행할 수 있는 것이다.
또한, 상기 코팅액가열부(133)에 의해서 가열되는 코팅액은 상기 미스트챔버의 내부공간으로 분무입자로 분사된 후 내부분위기 온도와의 온도차이에 의한 대류현상을 방지하고, 코팅대상물인 기판의 표면온도차이에 의한 박리현상을 방지할 수 있도록 상기 미스트챔버의 내부분위기 또는 기판의 표면온도와 대응하거나 동일한 온도로 가열되는 것이 바람직하다.
상기 에어공급부(140)는 상기 반응챔버(121)와 에어공급라인(142)을 매개로 연결되어 일정온도로 가열된 에어를 공급하는 것이다.
이러한 에어공급부(140)는 외부로부터 에어를 공급하는 에어공급장치와 연결되고 길이중간에 상기 외부챔버(121a) 또는 내부챔버(121b)의 내부공간으로 공급되는 에어공급량을 측정할 수 있도록 유량계(143)를 구비한다.
이때, 상기 에어공급라인(132)에는 상기 반응챔버(121)의 외부챔버(121a) 또는 내부챔버(121b)의 내부공간에서 발생하는 미세한 분무입자의 무화된 코팅액이 에어와 접촉하면서 발생하는 건조반응을 최소화하기 위해서 외부챔버(121a) 또는 내부챔버(121b)내로 공급되는 에어를 코팅액의 온도와 동일한 온도로 가열제어하는 에어가열부(144)를 구비하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 에어공급라인(132)을 통하여 반응챔버(121)내부로 공급되는 에어는 상기 에어가열부(144)에 의해서 코팅액의 온도와 대략 동일한 온도를 갖도록 가열된 다음 상기 외부챔버(121a) 또는 내부챔버(121b)로 공급됨으로써 상기 초음파 진동자에 의해서 무화된 분무입자를 기판의 코팅작업이 이루어지는 미스트챔버(110b)내로 코팅액의 건조없이 원활하게 공급할 수 있는 것이다.
또한, 상기 반응챔버(121)는 상기 외부챔버(121a) 또는 내부챔버(121b)의 내부공간으로 질소가스와 같은 캐리어가스를 공급할 수 있도록 가스공급라인(145)을 구비하고, 이러한 가스공급라인(145)에도 캐리어가스를 코팅액의 온도와 동일한 온도로 가열제어하는 가스가열부(146)를 구비할 수 있다.
상기 건조부(150)는 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 미스트챔버(110b)를 통과하면서 상기 노즐(116)로부터 분사되는 무화된 코팅액에 의해서 코팅처리된 기판에 열을 제공하도록 상기 배출구(115b) 근방에 적어도 하나의 히터부재(151,152)를 구비하여 상기 기판(1)의 상부면에 무화된 코팅액이 낙하되어 형성된 코팅층(1a)을 건조하는 것이다.
이러한 건조부(150)는 상기 기판(1)의 진행방향을 기준으로 하여 상기 기판(1)의 상부면에 분무되는 무화된 코팅액에 의해서 표면전체에 코팅층(1a)을 형성한 상태에서, 상기 미스트챔버(110b)의 출측에 배치되어 상기 코팅층(1a)의 온도를 측정하는 상부온도센서(153)와 상기 기판(1)의 온도를 측정하는 하부온도센서(154)에 의해서 온도를 측정한 다음 상기 상,하부온도센서의 온도측정값을 서로 비교한 비교값을 근거로 하여 상기 코팅층(1a)의 온도가 상기 기판(1)의 표면온도보다 2 ~ 5℃ 정도 높아지도록 상기 코팅층(1a)을 가열하는 상부히터(151)와 상기 기판(1)의 하부면을 가열하는 하부히터(152)를 각각 구비한다.
여기서, 상기 상,하부온도센서(153,154)는 측정대상물인 코팅층(1a)과 기판의 표면으로부터 일정간격, 5mm 이상 이격 배치되는 것이 바람직하며, 상기 상,하부히터(151,152)는 기판의 폭과 대응하는 길이를 갖는 바 형상의 할로겐 히터 또는 적외선 히터로 구비될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 전기저항식과 같은 다른 형태의 히터부재로 구비될 수 있다.
상기 코팅층(1a)의 표면 온도가 기판의 표면 온도보다 2 ~ 5℃ 높게 설정하는 경우, 용액의 기화열에 의한 코팅층 표면과 기판면 사이의 온도 불균일에 의해 발생될 수 있는 대류 현상을 억제하게 된다. 이러한 대류 현상이 발생할 경우 용액 속에 미세하게 분산되어 있는 입자들의 뭉침 현상이 발생하게 되며, 이로 인해 최종 건조 시 얼룩 등 결함이 발생되게 된다. 온도 범위가 상기 범위를 벗어나게 될 경우, 코팅 직후 건조가 일어남에 따라 충분한 젖음성(Wetting)을 지니지 못한 상태로 건조가 일어나 얼룩성 불량이 발생하게 된다.
그리고 부가적으로 코팅 직후의 건조를 최대한 억제하면서 충분한 젖음성(Wetting)을 지닐 수 있도록 하기 위하여 코팅이 이루어지고 있는 미스트챔버 내부의 습도를 조절하도록 구성될 수 있으며, 이러한 미스트 챔버 내부에 일정한 가습을 시킴으로써 미스트 챔버 내부의 습도를 95% RH수준이 되도록 유지시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 챔버형 기판 코팅방법은 기판을 이송하는 단계, 코팅액을 무화시키는 단계, 코팅층을 형성하는 단계 및 코팅층을 건조하는 단계를 포함한다.
상기 기판(1)을 이송하는 단계는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 구동롤(111)의 외부면에 감겨진 벨트와 같은 제1동력전달수단(113a)과, 상기 구동롤(111)의 롤축에 감겨진 벨트 또는 체인과 같은 제2동력전달수단(113b)을 구동모터의 구동력에 의해서 순환시킴으로써, 코팅대상물인 상기 기판(1)을 이동경로상에 배치되고 내부에 적어도 하나의 노즐(116)을 구비하는 미스트챔버(110b)를 일방향으로 통과시키는 것이다.
즉, 상기 구동모터(114)가 작동되면 기판(1)은 상기 미스트 챔버(110b)의 입구단과 미스트 챔버(110b)의 하부에 해당하는 대기로딩구간(A)과 코팅구간(B)에 배치된 구동롤(111)의 외부면에 감겨진 제1동력전달수단(113a)에 의해서 일방향(도면상 우측방향)으로 이동되면서 대기 및 코팅공정이 이루어진다.
또한, 상부면에 코팅액이 코팅되어 코팅층이 형성된 기판(1)은 히터부재(151)가 배치되는 건조구간(C)과 배출로딩구간(D)에 배치된 구동롤(111)의 롤축(111a)에 감겨진 제2동력전달수단(113b)에 의해서 일방향으로 이동되면서 건조 및 배출공정이 이루어진다.
여기서, 상기 이송부(110)에 의해서 일방향으로 상기 미스트챔버를 통과하도록 이송하기 전에 이물질을 제거하도록 세정액을 이용하는 습식방식 또는 플라즈마를 이용하는 건식 방식으로 기판표면에 잔류하는 이물질을 제거하도록 세척공정을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 코팅액을 무화시키는 단계는 도 4a에 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 미스트챔버(110b)에 구비된 노즐(116)과 미스트공급라인(116a)을 매개로 연결된 반응챔버(121)에 코팅액이 충분하게 채워지도록 공급한 상태에서 상기 반응챔버(121)의 내부공간으로 에어를 공급하면서 초음파 진동자(122)에 의해 코팅액을 무화시키는 것이다.
즉, 상기 반응챔버(121)는 코팅액공급라인(132)을 매개로 코팅액저장탱크와 연결되어 외부챔버(121a) 또는 내부챔버(121b)의 내부공간으로 일정온도를 갖는 코팅액이 공급되어 채워진다.
여기서, 상기 코팅액 공급라인(132)을 통해 반응챔버(121)내로 공급되는 코팅액은 상기 코팅액 공급라인(132)의 길이중간에 구비되는 코팅액가열부(133)에 의해서 용액점도가 최대로 낮아지는 상태의 특정온도를 갖도록 가열하고, 온도를 가변시킴으로써 상기 초음파 진동자로부터 분사되는 분무입자의 온도 및 입자크기를 변화시켜 코팅특성을 가변시킬 수 있는 것이다.
그리고, 상기 코팅액가열부(133)에 의해서 가열되는 코팅액은 상기 미스트챔버(110b)의 내부분위기 온도와의 온도차이에 의한 대류현상을 방지하고, 코팅대상물인 기판(1)표면과의 온도차이에 의한 박리현상을 방지할 수 있도록 상기 미스트챔버의 내부분위기 또는 기판의 표면온도와 대략 유사한 온도로 가열되는 것이 바람직하다.
이러한 코팅액은 상기 코팅액가열부(133)에 의해서 25 내지 45도의 온도를 갖도록 가열되는 것이 바람직하며, 이러한 온도범위를 벗어나는 경우 무화된 코팅액에 의한 형성되는 코팅층이 불량해지는 한편, 투과율이 낮아지게 되었다.
또한, 상기 반응챔버(121)는 에어공급라인(142)을 매개로 연결되어 에어를 공급하며, 상기 에어공급라인(142)에는 에어를 코팅액의 온도와 동일하거나 대응하는 온도로 가열제어하는 에어가열부(144)를 구비함으로써 상기 반응챔버의 내부로 공급되는 에어를 공급하는 도중에 가열하여 공급할 수 있기 때문에 상기 반응챔버(121)의 외부챔버(121a) 또는 내부챔버(121b)의 내부공간에서 발생하는 미세한 분무입자의 무화된 코팅액이 에어와 접촉하면서 발생하는 건조반응을 최소화하여 기판 코팅작업을 미스트챔버(110b)내에서 코팅액의 건조없이 원활하게 수행할 수 있는 것이다.
이와 더불어, 상기 반응챔버(121)와 연결되는 가스공급라인(145)을 통하여 캐리어가스를 공급하고, 상기 가스공급라인(145)을 통해 공급되는 캐리어가스는 에어가열부와 마찬가지로 상기 가스공급라인(145)의 길이중간에 구비되는 가스가열부(146)에 의해서 코팅액의 온도와 동일하거나 대응하는 온도로 가열한 후 공급하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 반응챔버(121)의 내부에 장착된 초음파 진동자(122)가 작동되면, 상기 외부챔버(121a)에 채워지거나 내부챔버(121b)에 채워진 코팅액은 초음파 진동자(122)의 초음파 제너레이터에 의해 발생하는 모세관파에 의해서 일정크기의 무화된 분무입자로 전환된다.
상기 코팅층을 형성하는 단계는 상기 기판이 미스트챔버(110b)의 일측단에 형성된 투입구(115a)를 통해 투입된 후 상기 미스트챔버(110b)의 배출구(115b)를 통해 빠져나오는 동안 상기 노즐(116)로부터 분사되는 무화된 코팅액을 기판의 표면에 낙하시켜 코팅층을 형성하는 것이다.
즉, 코팅액이 무화된 분무입자는 에어공급라인(142)을 통하여 공급되는 에어 및 가스공급라인(145)을 통하여 공급되는 캐리어가스와 더불어 상기 미스트챔버(110b)에 구비된 노즐(116)을 통해 미스트챔버(110b)의 내부공간으로 분사되는 것이다.
이러한 무화된 코팅액의 분무입자는 상기 이동부(110a)를 따라 일방향으로 이동되는 기판의 표면상으로 낙하되면서 일정속도로 일방향으로 진행하는 기판(1)상에 낙하 안착되어 일정두께의 코팅층(1a)을 형성하게 되는 것이다.
이때, 상기 미스트챔버(110b)의 개방된 투입구(115a)를 통하여 외부로 비산되는 무화된 코팅액은 상기 투입구(115a) 근방에 흡인력을 제공하는 제1미스트흡입부(117a)에 의해서 강제 흡입되어 제거되고, 상기 미스트챔버(110b)의 개방된 배출구(115b)를 통하여 외부로 비산되는 무화된 코팅액은 상기 배출구(115b) 근방에 흡입력을 제공하는 제2미스트흡입부(117b)에 의해서 강제 흡입되는 것이 바람직하다.
이와 더불어, 상기 미스트 챔버(110b)의 내부공간을 기판(1)이 통과한 후 그 내부공간에 잔류하는 무화된 코팅액은 상기 미스트 챔버(110b)의 상부면에 구비되어 내부공간에 흡입력을 제공하는 제3미스트흡입부(118)에 의해서 제거된다.
상기 코팅층(1a)을 건조하는 단계는 상기 미스트 챔버의 노즐(116)로부터 분사되는 무화된 코팅액에 의해서 코팅처리된 기판에 상기 배출구(115b) 근방에 구비되는 히터부재(151,152)에 의해서 열을 제공하여 상기 기판(1)의 상부면에 무화된 코팅액이 낙하되어 형성된 코팅층(1a)을 건조하는 것이다.
또한, 상기 미스트챔버(110b)의 출측에 배치되어 상기 코팅층(1a)의 온도를 측정하는 상부온도센서(153)와 상기 기판(1)의 온도를 측정하는 하부온도센서(154)에 의해서 온도를 측정하고, 상기 상,하부온도센서에서 검출된 온도측정값을 서로 비교한 비교값을 근거로 하여 상기 코팅층(1a)의 온도가 기판(1)의 표면온도보다 8 ~ 10℃ 정도 높아지도록 상기 코팅층(1a)을 가열하는 상부히터(151)와 상기 기판(1)의 하부면을 가열하는 하부히터(152)를 제어하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 챔버형 기판 코팅장치 및 기판 코팅방법으로 제조된 기판의 파장에 대한 투과율을 도시한 그래프이다.
이는 코팅액의 온도가 40℃이고, 초음파 진동자의 출력은 3.5W이고, 반응챔버내로 공급되는 공기공급량을 분당 30L 씩 공급하며, 코팅대상물인 기판을 0.7mm의 두께를 갖는 유리기판으로 하고, 이송부에서 30mm/sec 로 이송하면서 반응챔버를 통과시켜 코팅층을 형성하고, 건조한 후 제조된 기판을 Thermoscientific사의 에볼루션 300모델로 투과율을 측정하였을 때 얻어지는 파장에 대한 투과율 변화이다.
여기서, 본 발명의 기판의 투과율이 코팅층을 형성하지 않은 것에 비하여 투과율이 월등히 우수해짐을 알 수 있다.
코팅액온도(℃) | 초음파 출력(watt) | 에어공급유량(L/min) | 기판이송속도(mm/sec) | 가시영역에 대한 투과율 향상값(%) |
20 | 3.5 |
30 |
25 |
2.30 |
25 | 2.79 | |||
30 | 3.06 | |||
35 | 3.34 | |||
40 | 3.48 | |||
45 | 3.21 | |||
50 | 2.66 |
상기 표 1은 코팅액의 온도를 20 내지 50도로 변화시키는 반면에 초음파 출력, 에어공급유량 및 기판이송속도를 일정하게 유지하면서 기판에 코팅층을 형성한 다음, 코팅처리된 기판의 투과율을 측정한 것이다.
상기 표 1에서 가시광영역에 대한 투과율 향상값이 이론치 및 실험치에서 얻어지는 최대값 3.5보다는 낮지만 코팅액온도가 40℃인 조건에서 최대값에 근접하여 투과율이 증대됨을 알 수 있다.
코팅액온도(℃) | 초음파 출력(watt) | 에어공급유량(L/min) | 기판이송속도(mm/sec) | 가시영역에 대한 투과율 향상값(%) |
40 |
2.0 | 30 |
25 |
2.84 |
2.5 | 3.09 | |||
3.0 | 3.42 | |||
3.5 | 3.45 | |||
4.5 | 3.30 | |||
5.0 | 3.24 |
상기 표 2는 초음파 출력을 1 내지 5와트로 변화시키는 반면에 코팅액온도, 에어공급유량 및 기판이송속도를 일정하게 유지하면서 기판에 코팅층을 형성한 다음, 코팅처리된 기판의 투과율을 측정한 것이다.
상기 표 2에서 가시광영역에 대한 투과율 향상값이 이론치 및 실험치에서 얻어지는 최대값 3.5보다는 낮지만 초음파 출력이 3.5와트인 조건에서 최대값에 근접하여 투과율이 증대됨을 알 수 있다.
코팅액온도(℃) | 초음파 출력(watt) | 에어공급유량(L/min) | 기판이송속도(mm/sec) | 가시영역에 대한 투과율 향상값(%) |
40 |
3.5 |
10 | 25 |
1.56 |
20 | 3.12 | |||
30 | 3.42 | |||
40 | 3.35 | |||
50 | 3.38 |
상기 표 3은 에어공급량을 10 내지 50 L/min으로 변화시키는 반면에 코팅액온도, 초음파출력 및 기판이송속도를 일정하게 유지하면서 기판에 코팅층을 형성한 다음, 코팅처리된 기판의 투과율을 측정한 것이다.
상기 표 3에서 가시광영역에 대한 투과율 향상값이 이론치 및 실험치에서 얻어지는 최대값 3.5보다는 낮지만 에어공급유량이 30L/min인 조건에서 최대값에 근접하여 투과율이 증대됨을 알 수 있다.
코팅액온도(℃) | 초음파 출력(watt) | 에어공급유량(L/min) | 기판이송속도(mm/sec) | 가시영역에 대한 투과율 향상값(%) |
40 |
3.5 |
30 |
15 | 2.36 |
20 | 2.89 | |||
25 | 3.47 | |||
30 | 3.29 |
상기 표 4은 기판이송속도를 15 내지 30mm/sec으로 변화시키는 반면에 코팅액온도, 초음파출력 및 에어공급유량을 일정하게 유지하면서 기판에 코팅층을 형성한 다음, 코팅처리된 기판의 투과율을 측정한 것이다.
상기 표 4에서 가시광영역에 대한 투과율 향상값이 이론치 및 실험치에서 얻어지는 최대값 3.5보다는 낮지만 기판이송속도가 25mm/sec인 조건에서 최대값에 근접하여 투과율이 증대됨을 알 수 있다.
여기서 표 1 내지 표 4에서 반응챔버의 내부체적은 60 내지 120L 이고, 반응챔버의 미스트 포화농도(상대습도)는 90 내지 100%이며, 건조시 제공되는 열은 60 내지 100도로 설정한다.
따라서, 상기 코팅액의 온도는 25 내지 40℃로 유지하고, 초음파 진동자의 출력은 2.0 내지 3.5와트로 설정하고, 에어공급유량은 20 내지 40L/min로 하고, 기판이송속도는 20 내지 30mm/sec로 설정하여 코팅층을 형성하게 되면 우수한 투과율을 갖는 기판을 제조할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 코팅액의 온도는 40℃로 유지하고, 초음파 진동자의 출력은 3.5와트로 설정하고, 에어공급유량은 30L/min로 하여 공급하고, 기판이송속도는 25mm/sec로 설정하여 기판을 이송하면서 코팅층을 형성하게 되면 가장 우수한 투과율을 갖는 기판을 제조할 수 있는 것이다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
110 : 본체부 110a : 이동부
110b : 미스트챔버 111 : 구동롤
112 : 수평대 113a : 제1동력전달수단
113b : 제2동력전달수단 115a : 투입구
115b : 배출구 116 : 노즐
120 : 미스트발생부 121 : 반응챔버
121a : 외부챔버 121b : 내부챔버
122 : 초음파 진동자 130 : 코팅액공급부
132 : 코팅액공급라인 133 : 코팅액가열부
134 : 코팅액공급펌프 140 : 에어공급부
142 : 에어공급라인 143 : 유량계
150 : 건조부 151,152 : 상,하부 히터
110b : 미스트챔버 111 : 구동롤
112 : 수평대 113a : 제1동력전달수단
113b : 제2동력전달수단 115a : 투입구
115b : 배출구 116 : 노즐
120 : 미스트발생부 121 : 반응챔버
121a : 외부챔버 121b : 내부챔버
122 : 초음파 진동자 130 : 코팅액공급부
132 : 코팅액공급라인 133 : 코팅액가열부
134 : 코팅액공급펌프 140 : 에어공급부
142 : 에어공급라인 143 : 유량계
150 : 건조부 151,152 : 상,하부 히터
Claims (19)
- 기판의 표면에 코팅액을 일정두께로 균일하게 코팅하는 장치에 있어서,
상기 기판을 일방향으로 이동시키는 이동부를 구비하고, 상기 기판이 투입되는 투입구와 배출되는 배출구를 형성하고, 내부공간으로 무화된 코팅액을 분사하는 적어도 하나의 노즐을 갖는 미스트챔버를 상기 이동부의 기판 이동경로 상에 구비하는 본체부;
상기 노즐과 미스트공급라인을 매개로 연결되고, 일정량의 코팅액이 채워지는 반응챔버를 구비하고, 상기 반응챔버의 내부에 코팅액을 무화시키는 초음파 진동자를 갖추어 상기 초음파 진동자에 의해서 코팅액을 무화시키는 미스트발생부 ;
상기 반응챔버와 코팅액공급라인을 매개로 연결되어 코팅액을 공급하는 코팅액공급부 ;
상기 반응챔버와 에어공급라인을 매개로 연결되어 에어를 공급하는 에어공급부 ; 및
상기 미스트챔버를 통과한 기판과 코팅층에 열을 제공하도록 상기 배출구 근방에 적어도 하나의 히터부재를 구비하여 상기 기판의 상부면에 무화된 코팅액이 낙하되어 형성된 코팅층을 건조하는 건조부를 포함하고,
상기 건조부는 상기 코팅층의 온도를 측정하는 상부온도센서와 상기 기판의 온도를 측정하는 하부온도센서의 온도측정값을 서로 비교한 비교값을 근거로 하여 상기 코팅층의 온도가 상기 기판의 표면온도보다 높아지도록 상기 코팅층을 가열하는 상부히터와 상기 기판의 하부면을 가열하는 하부히터를 구비함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅장치. - 제1항에 있어서,
상기 이동부는 복수개의 구동롤의 양단을 회전가능하게 구비하는 수평대와, 상기 구동롤의 외부면에 감겨진 제1동력전달수단과, 상기 구동롤의 롤축에 감겨진 제2동력전달수단을 순환시키도록 복수개의 구동롤 중 상기 제1,2동력전달수단이 연결되는 구동롤을 회전구동시키는 구동모터를 구비함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅장치. - 제1항에 있어서,
상기 미스트 챔버는 상기 투입구 근방에 흡인력을 제공하여 상기 투입구를 통한 무화된 코팅액의 외부비산을 방지하는 제1미스트흡입부를 구비하거나 상기 배출구 근방에 흡인력을 제공하여 상기 배출구를 통한 무화된 코팅액의 외부비산을 방지하는 제2미스트흡입부를 구비함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅장치. - 제1항에 있어서,
상기 미스트 챔버는 기판의 통과 후 내부공간에 잔류하는 무화된 코팅액을 흡입하여 제거하도록 상부면에 제3미스트흡입부를 구비함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅장치. - 제1항에 있어서,
상기 반응챔버는 상기 코팅액공급부의 코팅액공급라인과 연결되어 일정량의 코팅액이 채워지고, 내부공간에 채워진 코팅액을 전원인가시 발생하는 초음파 진동에 의해서 직접적으로 미세한 분무입자로 무화시키는 적어도 하나의 초음파 진동자를 구비하는 외부챔버로 이루어짐을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅장치. - 제1항에 있어서,
상기 반응챔버는 상기 코팅액공급부의 코팅액공급라인과 연결되어 일정량의 코팅액이 채워지는 내부챔버와, 상기 내부챔버에 채워진 코팅액을 전원인가시 발생하는 초음파 진동에 의해서 간접적으로 미세한 분무입자로 무화시키는 적어도 하나의 초음파 진동자를 구비하는 외부챔버로 이루어짐을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅장치. - 제1항, 제5항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반응챔버에 코팅액을 공급하는 코팅액공급라인에는 상기 반응챔버내로 공급되는 코팅액을 가열하는 코팅액가열부를 추가 포함함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅장치. - 제1항, 제5항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반응챔버는 캐리어가스를 공급하는 가스공급라인과 연결되고, 상기 가스공급라인에는 캐리어가스를 가열하는 가스가열부를 추가 포함함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅장치. - 삭제
- 기판의 표면에 코팅액을 일정두께로 균일하게 코팅하는 방법에 있어서
적어도 하나의 노즐을 구비하는 미스트챔버의 내부공간을 통과하도록 이동부에 의해서 기판을 이송하는 단계 ;
상기 노즐과 미스트공급라인을 매개로 연결된 반응챔버에 코팅액을 채우고, 상기 반응챔버에 에어를 공급하면서 초음파 진동자에 의해 코팅액을 무화시키는 단계;
상기 기판이 미스트챔버의 내부공간을 통과하는 동안 상기 노즐로부터 분사되는 무화된 코팅액을 기판의 표면에 낙하시켜 코팅층을 형성하는 단계; 및
상기 미스트 챔버로부터 배출되는 기판에 히터부재에 의해서 열을 제공하여 상기 코팅층을 건조하는 단계: 를 포함하고,
상기 코팅층을 건조하는 단계는 상기 코팅층의 온도를 측정하는 상부온도센서와 상기 기판의 온도를 측정하는 하부온도센서의 온도측정값을 서로 비교한 비교값을 근거로 하여 상기 코팅층의 온도가 상기 기판의 표면온도보다 높아지도록 상기 코팅층을 가열하는 상부히터와 상기 기판의 하부면을 가열하는 하부히터를 제어하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅방법. - 제10항에 있어서,
상기 기판을 이송하는 단계이전에 습식방식 또는 건식방식으로 기판의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 세척단계를 포함함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅방법. - 제10항에 있어서,
상기 기판을 이송하는 단계는 수평대에 양단이 회전가능하게 조립되는 복수개의 구동롤의 외부면에 감겨진 제1동력전달수단과, 상기 구동롤의 롤축에 감겨진 제2동력전달수단을 순환시키도록 복수개의 구동롤 중 상기 제1,2동력전달수단이 연결되는 구동롤을 회전구동시키는 구동모터의 구동력에 의해서 기판을 일방향으로 연속하여 이송시킴을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅방법. - 제10항에 있어서,
상기 코팅액을 무화시키는 단계는 상기 반응챔버의 내부로 공급되는 코팅액을 코팅액가열부에 의해서 상기 미스트챔버의 내부분위기 또는 기판의 표면온도와 대응하는 온도로 가열하는 코팅액가열단계를 포함함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅방법. - 제10항에 있어서,
상기 코팅액을 무화시키는 단계는 상기 반응챔버의 내부로 공급되는 에어를 에어가열부에 의해서 코팅액의 온도와 대응하는 온도로 가열하는 에어가열단계를 포함함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅방법. - 제14항에 있어서,
상기 코팅액을 무화시키는 단계는 상기 반응챔버의 내부로 공급되는 캐리어가스를 가스가열부에 의해서 온도와 대응하는 온도로 가열하는 가스가열단계를 포함함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅방법. - 제10항에 있어서,
상기 코팅층을 형성하는 단계는 상기 미스트챔버의 개방된 투입구 근방에 구비되는 제1미스트흡입부에 의해서 상기 투입구를 통하여 외부비산되는 무화된 코팅액을 흡입제거하거나 상기 미스트챔버의 개방된 배출구 근방에 구비되는 제2미스트흡입부에 의해서 상기 배출구를 통하여 외부비산되는 무화된 코팅액을 흡입제거하거나 상기 미스트챔버의 상부면에 구비되는 제3미스트흡입부에 의해서 미스트챔버의 내부공간에 잔류하는 무화된 코팅액을 흡입제거하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅방법. - 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 코팅액의 온도는 25 내지 40℃이고, 상기 초음파 진동자의 출력은 2.0 내지 3.5와트로 설정하고, 상기 반응챔버내로 공급되는 에어공급유량은 20 내지 40L/min로 하고, 기판을 이송하는 속도는 20 내지 30mm/sec로 설정함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅방법. - 제18항에 있어서,
상기 코팅액은 40℃이고, 상기 초음파 진동자의 출력은 3.5와트로 설정하고, 상기 반응챔버내로 공급되는 에어공급유량은 30L/min로 하고, 기판을 이송하는 속도는 25mm/sec로 설정함을 특징으로 하는 챔버형 기판 코팅방법.
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KR20120003807A KR20120003807A (ko) | 2012-01-11 |
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WO2016018052A1 (ko) * | 2014-07-29 | 2016-02-04 | 주식회사 엘지화학 | 전도성 적층체 및 이의 제조방법 |
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CN116748062A (zh) * | 2023-08-14 | 2023-09-15 | 广州南洋电缆集团有限公司 | 非接触式缓蚀钝化剂超声波雾化涂敷装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2000246191A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Canon Inc | 基板表面処理装置、基板表面処理方法、表面伝導型電子源基板および画像形成装置 |
KR101065331B1 (ko) | 2008-11-26 | 2011-09-16 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 방법 및 장치 |
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- 2011-06-28 KR KR1020110063022A patent/KR101260925B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000246191A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Canon Inc | 基板表面処理装置、基板表面処理方法、表面伝導型電子源基板および画像形成装置 |
KR101065331B1 (ko) | 2008-11-26 | 2011-09-16 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 방법 및 장치 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016018052A1 (ko) * | 2014-07-29 | 2016-02-04 | 주식회사 엘지화학 | 전도성 적층체 및 이의 제조방법 |
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