KR101300524B1 - 식각장치 및 식각방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 글라스의 둘레면을 실링할 필요가 없고, 고가의 식각액 낭비를 방지할 수 있는 등 다양한 이점을 가지는 식각장치 및 식각방법을 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명은 글라스의 식각이 이루어지는 식각 챔버; 상기 글라스의 외주면을 고정시키며, 글라스를 식각 챔버 내에 수직방향으로 위치시키는 다수개의 고정 수단을 구비하는 카세트; 수직방향으로 위치한 상기 글라스의 상부에 식각액을 분사하여 식각액이 흘러내리며 글라스 표면을 균일하게 식각하도록 하는 분사장치를 포함하여 이루어지는 식각장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 카세트에 구비되는 다수개의 고정수단을 이용하여 글라스의 외주면을 밀봉, 고정하는 글라스 고정단계; 상기 카세트를 식각 챔버 내부로 이송시켜 글라스를 식각 챔버 내부에 수직하게 위치시키는 글라스 정렬단계; 상기 글라스의 측면 상부로 분사장치가 이동하여 식각액을 분사하는 스프레이 단계; 그리고, 상기 분사된 식각액이 흘러 내리며 수막을 형성하여 글라스의 표면을 균일하게 식각하는 식각 단계;를 포함하여 이루어지는 식각방법을 제공한다.

식각장치, 식각 챔버, 카세트, 고정수단, 분사장치

Description

식각장치 및 식각방법{Etching Apparatus and etching method}

도 1은 본 발명에 따른 식각장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 카세트의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 카세트의 상면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 분사장치가 글라스에 식각액을 분사하는 모습을 나타내는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100: 식각 챔버 110: 순환장치

200: 카세트 210: 고정수단

211: 밀봉수단 300: 분사장치

310: 노즐 400: 글라스

500: 식각액 600: 로봇 암

본 발명은 평판디스플레이(Flat panel display) 장치를 제조하는데 이용되는 식각장치 및 식각방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 글라스의 둘레면을 실링 할 필요가 없고 고가의 식각액 낭비를 방지할 수 있는 등 다양한 이점을 가지는 식각장치 및 식각방법에 관한 것이다.

일반적으로, 평판디스플레이 장치로서는 LCD(Liquid Crystal Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electroluminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display), OLED(Organic Light Emitting Diode)등 다양한 장치들이 있다.

이러한 평판디스플레이 장치는 휴대용 텔레비전이나 노트북 컴퓨터, 휴대폰 등 휴대용 정보기기의 디스플레이 장치로 널리 사용되며 가볍고 휴대 가능하다는 점에서 장점을 가진다. 그러므로 휴대성을 강화하기 위하여 정보기기의 경량화가 계속 연구되고 있으며, 그 일 방편으로 평판디스플레이 장치의 가장 기본요소인 글라스의 중량을 줄이는 연구가 진행되고 있다.

특히, 글라스는 평판디스플레이 장치를 구성하는 요소 중에서 가장 중량이 크기 때문에 글라스의 중량감소를 통해 평판디스플레이 장치의 중량을 줄이는 연구가 활발히 진행되고 있다.

하지만, 평판디스플레이 장치가 대형화되어 감에 따라 글라스의 크기를 줄여서 중량을 감소시키는 대는 일정한 한계가 있으므로 현재는 식각장치를 이용해 글라스의 두께를 얇게 함으로써 중량을 감소시키는 방법이 주로 이용된다.

이러한 글라스의 두께를 줄이기 위해 사용되는 일반적인 식각장치는 식각 챔버, 린스(QDR: Quick Dump Rinse) 배스 및 건조 배스로 구성되며, 상기 식각 챔버의 하부에는 글라스의 식각 효율을 향상시키기 위한 질소 기체 버블(bubble)을 균 일하게 생성하는 다공성의 버블판이 설치된다.

따라서, 글라스가 식각액이 채워진 식각 챔버 내에 담궈지면 식각액에 의해 글라스의 표면이 식각되어 지며 이때, 상기 버블판에서 질소 기체 버블이 생성되어 글라스의 식각이 효율적으로 이루어지게 된다.

그리고, 식각 챔버에서 식각이 완료된 글라스는 린스 배스를 거치며 세정된 후 건조 배스로 이송되어 건조된다.

이와 같이 현재 글라스의 두께를 줄이기 위해 가장 많이 사용되고 있는 방법이 글라스를 식각액이 채워진 식각 챔버 내에 담궈 상기 식각액에 의해 글라스의 표면이 식각되도록 하는 방법이다.

하지만, 이러한 종래의 식각장치를 이용한 글라스 식각은 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 상기 글라스 전체가 식각 챔버 내에 채워지는 식각액에 담궈지기 때문에 식각액이 상하부 글라스 사이에 형성된 액정층 등과 접촉하는 것을 방지하기 위해 식각공정이 진행되기 전에 글라스의 둘레면을 실링(sealing)하는 작업이 선행된다. 하지만, 이러한 실링 작업은 수작업으로 이루어지기 때문에 작업이 불편하고 공정비용을 증가시키는 요인이 되었다.

둘째, 상기 글라스 전체가 담궈질 수 있도록 식각 챔버내에 식각액이 채워져야 하기 때문에 실제 글라스의 식각에 필요한 양보다 훨씬 많은 양의 식각액이 사용되는 문제점이 있었다.

특히, 상기 식각액은 3-4회의 식각공정이 진행되어 식각에 따른 각종 이물질 에 의해 오염되면 외부로 배출된 후 폐기되기 때문에 고가의 식각액이 불필요하게 낭비되는 문제점이 있었다.

셋째, 식각액의 교체없이 수차례의 식각 공정이 진행되면 식각에 따른 각종 이물질이 식각 챔버의 바닥면에 적층되기 때문에 식각액 배출 후 식각 챔버 내부를 세정해 주어야 한다. 하지만, 이러한 세정작업은 힘들고 위험하여 안전사고의 위험이 항상 존재하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 글라스의 둘레면을 실링할 필요가 없고, 고가의 식각액 낭비를 방지하는 등 다양한 이점을 가지는 식각장치 및 식각방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 글라스의 식각이 이루어지는 식각 챔버; 상기 글라스의 외주면을 고정시키며, 글라스를 식각 챔버 내에 수직방향으로 위치시키는 다수개의 고정 수단을 구비하는 카세트; 수직방향으로 위치한 상기 글라스의 상부에 식각액을 분사하여 식각액이 흘러내리며 글라스 표면을 균일하게 식각하도록 하는 분사장치를 포함하여 이루어지는 식각장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 카세트에 구비되는 다수개의 고정수단을 이용하여 글라스의 외주면을 밀봉, 고정하는 글라스 고정단계; 상기 카세트를 식각 챔버 내부로 이송시켜 글라스를 식각 챔버 내부에 수직하게 위치시키는 글라스 정렬단계; 상기 글라스의 측면 상부로 분사장치가 이동하여 식각액을 분사하는 스프레이 단계; 그리고, 상기 분사된 식각액이 흘러 내리며 수막을 형성하여 글라스의 표면을 균일하게 식각하는 식각 단계;를 포함하여 이루어지는 식각방법을 제공한다.

이하, 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 식각장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명에 따른 카세트의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다. 도 3은 본 발명에 따른 카세트의 상면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 식각장치는 글라스(400)의 식각이 이루어지는 식각 챔버(100)와, 상기 글라스(400)를 고정시키는 다수개의 고정수단(210)(도 2 및 도 3참조)을 구비하는 카세트(200)와, 상기 글라스(400)에 식각액(50)을 분사하는 분사장치(300)를 포함하여 이루어진다.

상기 카세트(200)에 구비되는 고정수단(210)은 글라스(400)의 외주면을 고정시키며, 상기 글라스(400)를 식각 챔버(100) 내에 수직하게 위치시킨다. 좀더 상세히 설명하면, 상기 카세트(200)에 구비된 고정수단(210)에 글라스(400)의 외주면이 삽입되어 고정되면 상기 글라스(400)는 카세트(200) 내부에 수직하게 위치한다. 이와 같이 카세트(200)의 각 고정수단(210)에 글라스(400)가 삽입되어 고정되면 로봇 암(600)(도 1참조)과 같은 이송수단에 의해 카세트(200)가 식각 챔버(100) 내부로 이송되고 이에 따라, 상기 글라스(400)는 식각 챔버(100) 내부에 수직하게 위치하게 하게 된다.

여기서, 비록 도시하지는 않았지만 상기 카세트(200)의 하부 즉, 고정수 단(210)의 하부에는 글라스(400)가 카세트(200)의 하측으로 이탈하는 것을 방지하기 위해 삽입된 글라스(400)의 좌우측 하면을 지지하는 걸림턱 등이 형성될 수 있다.

한편, 상기 고정수단(210)은 글라스(400)의 외주면이 식각액(500)과 접촉하지 않도록 하는 밀봉수단(211)을 구비한다. 상기 밀봉수단(211)은 식각액(500)이 글라스(400)의 외주면을 통해 내부로 유입되는 것을 방지하여 글라스(400) 내부의 액정층 등이 손상되는 것을 방지한다.

이와 같이 상기 고정수단(210)은 글라스(400)를 고정함과 동시에 내측에 밀봉수단(211) 등을 구비하여 식각액(500)이 글라스(400) 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할도 한다. 따라서, 상기 고정수단(210)은 글라스(400)의 외주면 전체를 감싸도록 구성됨이 바람직하지만 도 2 및 도 3에에 도시된 바와 같이, 글라스(400)의 양측 둘레면만을 감싸도록 구성될 수도 있다. 이는 식각액(500)이 수직하게 위치하는 글라스(400)의 상부에 분사되어 흘러내리기 때문에 식각액(500)의 분사각도 등을 조절하면 글라스(400)의 상하측 둘레면은 고정수단(210)에 의해 밀봉되어지지 않더라도 식각액(500)의 유입이 방지될 수 있기 때문이다. 물론, 상기 고정수단(210)은 글라스(400)의 상측 둘레면과 좌우 양측 둘레면을 감싸는 고정척의 형태로 구성될 수 있는 등 다양한 형태로 변경 가능하다.

또한, 상기 고정수단(210)은 글라스(400)의 외주면이 충격등에 의해 파손되는 것을 방지하기 위해 글라스(400)와의 접촉, 고정부위에 설치되는 완충패드(미도시)를 구비함이 바람직하다. 물론, 상기 완충 패드는 밀봉수단(211)과 같이 글라 스(400)의 외주면이 식각액(500)과 접촉하지 않도록 하는 역할도 수행할 수 있다.

상기 분사장치(300)는 도 1에 도시된 바와 같이, 글라스(400)가 카세트(200)에 적재되어 식각 챔버(100) 내부로 이송되면 식각 챔버(100)의 상측을 통해 식각 챔버(100) 내부로 이동한 후 내측에 구비되는 다수개의 노즐(310)을 통해 글라스(400)의 상부에 식각액(500)을 분사한다.

도 4는 본 발명에 따른 분사장치가 글라스에 식각액을 분사하는 모습을 나타내는 도면이다.

이와 같이 분사장치(300)가 글라스(400)의 상부에 식각액(500)을 분사하면 도 4에 도시된 바와 같이, 식각액(500)이 글라스(400) 표면을 따라 흘러내리며 수막을 형성함으로써 글라스(400) 표면이 균일하게 식각된다.

여기서, 상기 분사장치(300)는 식각공정의 신속한 진행을 위해 글라스(400)의 전후면 양측에 모두 식각액(500)을 분사할 수 있음은 물론 글라스(400)의 일측면에만 식각액(500)을 선택적으로 분사할 수 있다.

즉, 한쌍의 분사장치(300)가 글라스(400)의 양측면에 각각 위치하도록 하여 글라스(400)의 양측면이 모두 식각되도록 하는 것은 물론, 글라스(400)의 일측에만 분사장치(300)가 위치하도록 하여 선택된 글라스(400)의 일면만이 식각되도록 할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 발명은 글라스(400) 전체가 식각액에 담궈질 필요없이 분사장치(300)를 이용하여 글라스(400) 측면 상부에 필요한 양만큼의 식각액(500)을 직접 분사한다. 따라서, 식각액(500)이 글라스(400) 표면을 따라 흘러내리며 글 라스(400)를 식각하기 때문에 카세트(200)에 구비되는 고정수단(210)이 글라스(400)의 외주면을 밀봉시키면 식각액(500)이 글라스(400) 내부로 유입될 위험이 없다.

즉, 식각액(500)이 글라스(400)에 분사되더라도 글라스(400)의 외주면이 고정수단(210)에 의해 밀봉되면 식각액(500)과 글라스(400) 외주면의 접촉이 차단되어 글라스(400) 내부의 액정층 등이 손상될 염려가 없다.

따라서, 본 발명은 종래와 같은 식각 공정이 진행되기 전에 필수적으로 이루어져야 하는 글라스(400) 둘레면을 실링하는 작업을 필요로 하지 않으며, 필요한 양만큼의 식각액(500)만을 글라스(400)에 분사하기 때문에 불필요한 식각액(500)의 낭비를 줄일 수 있다. 또한, 카세트(200)를 이용해 다수개의 글라스(400)를 동시에 식각하고 이송시킬 수 있기 때문에 식각공정을 신속히 진행할 수 있다.

한편, 상기 식각 챔버(100)에는 사용된 식각액의 재사용을 위한 순환장치(110)가 설치된다.(도 1참조) 종래와 같이 식각 챔버(100) 내부에 식각액(500)이 채워져 있을 필요가 없기 때문에 사용된 식각액(500)은 상기 순환장치(110)을 통해 즉시 배출되어 재사용된다.

이와 같이 식각액(500)이 순환장치(110)를 통해 즉시 배출되면 식각액(500)에 함유된 이물질이 식각 챔버(100)의 바닥면에 적층될 시간적 여유를 주지 않기 때문에 종래와 같은 식각공정 완료 후 진행되는 식각 챔버(100)의 세정작업도 한결 간편해 진다. 또한, 식각 챔버(100) 내부에 유독한 식각액(500)이 채워져 있지 않아 식각 챔버(100)의 정비작업을 하는 작업자의 안전이 도모될 수 있다.

그리고, 상기 챔버(100)에는 식각액(500)에 함유된 이물질을 제거할 수 있는 필터와 같은 여과장치가 설치된다. 상기 여과장치는 식각액에 함유된 이물질을 제거하여 식각액(500)이 다시 분사장치(300)로 재공급될 수 있도록 함으로써 고가의 식각액(500)이 불필요하게 낭비되는 것을 막아준다. 상기 여과장치는 식각액(500)이 배출되는 순환장치(110)에 구비될 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 식각장치를 이용한 식각방법에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 카세트(200)에 구비되는 다수개의 고정수단(210)에 글라스(400)의 외주면이 밀봉, 고정되면 로봇 암(600)과 같은 이송수단에 의해 카세트(200)가 식각 챔버(100) 내부로 이송되어 글라스(400)가 식각 챔버(100) 내부에 수직하게 위치한다.

이와 같이 카세트(200)가 식각 챔버(100) 내부로 이송되면 분사장치(300)가 이동하여 상기 글라스(400)의 측면 상부에 식각액(500)을 분사한다. 이때, 상기 분사된 식각액(500)은 글라스(400)표면을 따라 흘러내리며 수막을 형성하여 글라스(400)를 균일하게 식각한다.

그리고, 상기 식각액(500)은 식각 챔버(100)에 형성된 순환장치(110)을 통해 배출되는데 이 과정에서 상기 식각액(500)에 함유된 각종 이물질은 여과장치에 의해 제거된다. 이와 같이 이물질이 제거된 식각액(500)은 다시 분사장치(300)로 공급되어 글라스(400) 식각에 재사용된다.

이러한 본 발명에 따른 식각장치 및 식각방법은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 본 발명은 카세트에 구비되는 고정수단을 이용해 글라스의 외주면을 밀봉, 고정한 상태에서 글라스에 직접 식각액을 분사하여 식각공정을 진행하기 때문에 글라스의 측면을 실링하는 작업을 필요로 하지 않는다.

둘째, 본 발명은 필요한 양만큼의 식각액을 직접 글라스에 분사하고, 식각액에 함유된 이물질을 여과장치를 통해 분리한 후 식각액을 재사용할 수 있기 때문에 불필요한 식각액의 낭비를 방지할 수 있으며, 이물질이 식각 챔버 바닥면에 적층되지 않아 식각 챔버 내부 세정작업이 간편해 진다.

셋째, 본 발명은 식각 챔버에 유독한 식각액이 채워져 있을 필요가 없기 때문에 식각 챔버의 정비작업을 진행하는 작업자의 안전을 도모할 수 있다.

넷째, 본 발명은 카세트에 구비되는 다수개의 고정수단에 각각 글라스를 고정시킨 후 다수개의 글라스에 대해 동시에 식각공정을 진행하기 때문에 식각공정을 신속히 진행할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 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.

Claims (10)

1. 글라스의 식각이 이루어지는 식각 챔버;

   글라스를 상기 식각 챔버 내에 수직방향으로 위치시키도록 상기 글라스의 외주면을 고정시키는 다수개의 고정 수단을 구비하며, 다수개의 글라스를 수용하는 카세트;

   수직방향으로 위치한 상기 각 글라스의 상부에 식각액을 분사하여 식각액이 흘러내리며 글라스 표면을 균일하게 식각하도록 하는 분사장치를 포함하여 이루어지는 식각장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 고정수단은 글라스의 외주면을 식각액과 접촉하지 않도록 하는 밀봉수단을 포함함을 특징으로 하는 식각장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 고정수단은 글라스와의 접촉, 고정부위에 완충 패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 분사장치는 글라스의 일측면에만 선택적으로 식각액을 분사할 수 있음을 특징으로 하는 식각장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 분사장치는 글라스의 일측에만 위치함을 특징으로 하는 식각장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 식각 챔버에는 식각액의 재사용을 위한 순환 장치가 구비됨을 특징으로 하는 식각장치
7. 제 1항에 있어서, 상기 식각 챔버에는 사용된 식각액에 함유된 이물질을 제거하기 위한 여과 장치가 구비됨을 특징으로 하는 식각장치.
8. 카세트에 구비되는 다수개의 고정수단을 이용하여 글라스의 외주면을 밀봉, 고정하여 다수개의 글라스를 카세트에 장착하는 글라스 고정단계;

   상기 카세트를 식각 챔버 내부로 이송시켜 다수의 글라스를 식각 챔버 내부에 수직하게 위치시키는 글라스 정렬단계;

   상기 각 글라스의 측면 상부로 분사장치가 이동하여 식각액을 분사하는 스프레이 단계; 그리고,

   상기 분사된 식각액이 흘러 내리며 수막을 형성하여 다수개의 글라스의 표면을 균일하게 식각하는 식각 단계;를 포함하여 이루어지는 식각방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 고정수단은 내측에 완충 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 식각방법.
10. 제 8항에 있어서, 상기 분사된 식각액을 재사용하기 위한 순환단계; 그리고,

    상기 분사된 식각액에 함유된 이물질을 제거하는 여과단계;를 더 포함하여 이루어지는 식각방법.

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