KR101395716B1 - 유리기판 건조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유리기판 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 열풍 챔버 내에서 유리기판에 열풍을 제공하는 파이프의 노즐구멍의 위치와 크기를 조절함으로써 유리기판에 균일한 열풍이 제공되면서 건조공정이 이루어지도록 구성된 유리기판 건조장치에 관한 것이다. 본 발명은에 의한 유리기판 건조장치는 유리기판이 공급 배치되어 열풍에 의해 건조가 이루어지는 유리기판 건조장치로서, 유리기판이 유입된 다음 내부에서 열풍에 의해 건조공정이 이루어지고 건조에 사용된 공기가 배출되는 배기구가 형성된 챔버와, 상기 챔버 내부에서 열풍 건조 공정이 진행되도록 공기를 공급하는 펌프와, 상기 펌프에 연결되고 상기 유리기판과 평행하게 배열되어 상기 유리기판에 공기를 분사하도록 다수개의 노즐이 형성된 노즐 파이프를 포함하되, 상기 노즐 파이프의 노즐들이 상기 펌프와 연결되어 공기가 유입되는 유입부로부터 멀어질수록 노즐 사이의 간격이 줄어들도록 형성된다.

Description

유리기판 건조장치 {Glass substrate drying apparatus}
본 발명은 유리기판 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 열풍 챔버 내에서 유리기판에 열풍을 제공하는 파이프의 노즐구멍의 위치와 크기를 조절함으로써 유리기판에 균일한 열풍이 제공되면서 건조공정이 이루어지도록 구성된 유리기판 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 LCD, OLED , FLEXIBLE 등의 기판을 제조하는 공정(이러한 물품을 제조하는 공정들에 한정되는 것은 아니다)은 기판상에 박막을 증착하는 공정, 기판상에 감광액인 포토 레지스트를 코팅하는 공정, 기판을 가열하는 베이킹 공정, 노광 공정, 현상공정 및 식각공정 등을 반복함으로써 제조하게 된다. 이와 같은 엘씨디 제조 공정 중 유리기판을 가열하는 베이킹(Baking) 공정은 유리기판이 장입되는 오븐 챔버(Oven Chamber)에서 이루어진다. 즉, 이러한 오븐챔버는 챔버 내부 저면에 구비되는 핫 플레이트(Hot plate) 또는 적외선(IR, Infrared ray)을 열원으로 하여 포토레지스트 코팅 설비에 투입하기 전에 유리기판에 열을 가하여 건조 및 예열시키거나, 또는 감광막이 코팅된 유리기판에 일정시간동안 열을 가하여 감광제의 접착력을 증대시키도록 코팅된 감광막을 경화시키는 장비이다.
한편, 유리기판의 두께, 즉 중량을 줄이기 위해서 유리기판을 식각액이 채워진 용기에 담궈 상기 식각액에 의해 유리기판의 표면이 식각되도록 하거나, 매우 작은 입자를 가진 모래 등과 같은 연마재를 유리기판 표면에 분사하여 연마하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 상술한 바와 같은 식각 또는 연마과정을 거치면, 유리기판 자체의 특성 및 식각액 또는 연마재의 특성상 유리기판의 표면에 슬러지 및 파티클 등이 잔재하게 되므로, 이를 제거할 수 있도록 세척액을 이용하여 유리기판을 세정한 후, 공기분사 및 열전달 방식에 의한 건조공정이 필수적으로 이루어지고 있다. 이렇게 종래기술은 열풍을 분사하여 건조를 하는 방식이 일반적인데, 열풍은 펌프 등에 의한 일정한 압력에 의해 파이프의 다수개의 노즐을 통하여 분사되나, 그 분사되는 속도와 양에 차이점이 있기 때문에 유리기판에 미세한 소성변형을 가져와 품질에 악영향을 끼치게 되는 문제점이 있다.
상술한 유리기판의 건조장치로 종래기술로는 대한민국 특허공개공보 제10-2099-0109633호가 공지되어 있다. 상기 종래기술은 급속 소성방법 및 장치에 관한 것으로서, 챔버의 내부로 유리기판이 로딩되는 단계와, 로딩되어 정지된 유리기판을 챔버의 상, 하부에 설치된 카본램프로 가열하여 건조 및 탈바인더와 소성 공정이 같이 실시되는 단계와, 소성 공정이 완료된 유리기판이 챔버에서 언로딩되는 단계를 포함한다. 따라서 세터를 이용하지 않고 밀폐된 챔버내에 로딩시킴으로써, 세터에 대한 문제점을 해소함과 같이 유리기판에 열이 직접 가해져서 열효율이 증가하고, 챔버내에서 정지된 상태에서 탈바인더와 소성 공정이 같이 실시되어 온도 분포를 균일하게 할 수 있고, 열변형이 최소화되며, 공정시간이 단축되는 효과가 있다. 또한, 탈바인더와 소성 공정을 위하여 챔버의 상, 하부에 가열수단으로 카본램프를 사용함으로써, 승온 속도를 향상시킴은 물론 유리기판의 열 흡수율을 향상시켜서 유리기판에 균일한 막질의 형성이 가능하여 품질을 향상시키는 효과를 가지고 있다. 그러나 이러한 종래기술은 카본램프를 사용하는 장점 외에, 전술한 유리기판에 분사되는 열풍의 균일한 분사가 불가능하여 발생되는 문제점은 여전하다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 챔버 내에서 열풍 분사 시 유리기판에 균일하게 분사가 이루어져 기판의 소성변형을 미연에 방지할 수 있는 유리기판 건조장치를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 유리기판이 공급 배치되어 열풍에 의해 건조가 이루어지는 유리기판 건조장치로서, 유리기판이 유입된 다음 내부에서 열풍에 의해 건조공정이 이루어지고 건조에 사용된 공기가 배출되는 배기구가 형성된 챔버와, 상기 챔버 내부에서 열풍 건조 공정이 진행되도록 공기를 공급하는 펌프와, 상기 펌프에 연결되고 상기 유리기판과 평행하게 배열되어 상기 유리기판에 공기를 분사하도록 다수개의 노즐이 형성된 노즐 파이프를 포함하되, 상기 노즐 파이프의 노즐들이 상기 펌프와 연결되어 공기가 유입되는 유입부로부터 멀어질수록 노즐 사이의 간격이 줄어들도록 형성되고, 상기 노즐 파이프는 상기 유리기판의 중앙에 평행하게 배열되고, 상기 노즐 파이프의 유입부가 그 중앙에 형성되며, 상기 유입부에 펌프와 연결된 커넥팅 파이프가 상기 노즐 파이프와 직각으로 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 유리기판 건조장치.
삭제
바람직하게는, 상기 노즐 파이프가 T자형 커넥터에 두 개가 평행하게 양쪽으로 각각 끼워지고 상기 T자형 커넥터의 나머지 한쪽에 상기 커넥팅 파이프가 끼워진다.
바람직하게는, 상기 노즐 파이프가 십자형 커넥터에 두 개가 평행하게 양쪽으로 각각 끼워지고 상기 십자형 커넥터의 나머지 두 곳에 상기 커넥팅 파이프가 각각 끼워진다.
바람직하게는, 상기 노즐 파이프와 평행하게 히터가 배열 설치되고, 그 히터에 브래킷이 고정되며, 그 브래킷에 의해 노즐 파이프가 지지된다.
상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 구체적인 수단으로서 본 발명은, 유리기판이 공급 배치되어 열풍에 의해 건조가 이루어지는 유리기판 건조장치로서, 유리기판이 유입된 다음 내부에서 열풍에 의해 건조공정이 이루어지고 건조에 사용된 공기가 배출되는 배기구가 형성된 챔버와, 상기 챔버 내부에서 열풍 건조 공정이 진행되도록 공기를 공급하는 펌프와, 상기 펌프에 연결되고 상기 유리기판과 평행하게 배열되어 상기 유리기판에 공기를 분사하도록 다수개의 노즐이 형성된 노즐 파이프를 포함하되, 상기 노즐 파이프의 노즐들이 상기 펌프와 연결되어 공기가 유입되는 유입부로부터 노즐이 일정한 간격으로 형성되고, 상기 유입부로부터 멀어질수록 노즐의 직경이 증가되도록 형성되고, 상기 노즐 파이프는 상기 유리기판의 중앙에 평행하게 배열되고, 상기 노즐 파이프의 유입부가 그 중앙에 형성되며, 상기 유입부에 펌프와 연결된 커넥팅 파이프가 상기 노즐 파이프와 직각으로 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 유리기판 건조장치.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명에 의한 유리기판 건조장치는 유리기판을 건조하기 위해 열풍을 제공하게 되는 노즐 파이프의 노즐이 압축공기 유입부로부터 멀어질수록 노즐 간격이 줄어들도록 설계하여 유리기판 전체에 균일하게 열풍건조공정이 이루어지도록 하여 소성변형에 의한 품질저하를 미연에 방지하는 효과를 제공한다.
(2) 본 발명에 의한 유리기판 건조장치는 노즐 파이프와 공기를 공급하기 위한 연결 파이프가 십자형 또는 T자형 커넥터와 피팅에 의해 조립되는 구조이기 때문에 구조의 변경이나 부품교환 등을 자유롭고 신속하게 진행할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 의한 유리기판 건조장치의 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 유리기판 건조장치의 일부를 절개한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 유리기판 건조장치의 챔버를 제외한 내부 구성부품을 위에서 내려다본 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 구성부품들을 하부에서 본 사시도와 일부분 확대도이다.
도 5는 본 발명에 의한 유리기판 건조장치에서 유리기판을 제외한 내부구성부품의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 의한 유리기판 건조장치의 노즐 파이프와 커넥팅 파이프의 연결구조와 연결부분의 확대도이다.
도 7은 본 발명에 의한 유리기판 건조장치의 노즐 파이프의 정면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 유리기판 건조장치의 평면도로서, 파이프들과 유리기판을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 의한 유리기판 건조장치의 다른 실시예로서, 도 8과 같은 구성을 도시하고 있는 도면이다.
도 10은 본 발명에 의한 유리기판 건조장치의 또 다른 실시예로서, 다른 노즐 파이프의 정면도이다.
도 11과 도 12는 노즐 간격을 조절한 경우 다섯 개의 노즐 파이프에서의 시뮬레이션 결과 그래프를 보여주는 도면이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유리기판 건조장치(10)는, 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 유리기판(1)이 공급 배치되어 열풍에 의해 건조가 이루어지는 유리기판 건조장치로서, 유리기판(1)이 유입된 다음 내부에서 열풍에 의해 건조공정이 이루어지고 건조에 사용된 공기가 배출되는 배기구(40)가 형성된 챔버(20)와, 상기 챔버(20) 내부에서 열풍 건조 공정이 진행되도록 공기를 공급하는 펌프(30)와, 상기 펌프(30)에 연결되고 상기 유리기판(1)과 평행하게 배열되어 상기 유리기판(1)에 공기를 분사하도록 다수개의 노즐(32a)이 형성된 노즐 파이프(32)로 구성되고, 상기 노즐 파이프(32)의 노즐(32a)들이 상기 펌프(30)와 연결되어 공기가 유입되는 유입부로부터 멀어질수록 노즐(32a) 사이의 간격이 줄어들도록 형성된다.
여기서, 상기 노즐 파이프(32)가 상기 유리기판(1)의 중앙에 평행하게 배열되고, 상기 노즐 파이프(32)의 유입부가 그 중앙에 형성되며, 상기 유입부에 펌프(30)와 연결된 커넥팅 파이프(31)가 상기 노즐 파이프(32)와 직각으로 연결 설치된다.
또, 상기 노즐 파이프(32)가 십자형 커넥터(34)에 두 개가 평행하게 양쪽으로 각각 끼워지고 상기 십자형 커넥터(34)의 나머지 두 곳에 상기 커넥팅 파이프(31)가 각각 끼워진다.
또, 상기 노즐 파이프(32)와 평행하게 히터가 배열 설치되고, 그 히터에 브래킷(33)이 고정되며, 그 브래킷(33)에 의해 노즐 파이프(32)가 지지된다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 의한 유리기판 건조장치(10)의 외관이 도시되어 있다. 유리기판(1)의 건조는 챔버(20) 내부에서 이루어지고 열풍 건조를 마친 공기는 배기관(40)을 통하여 외부로 배기된다. 펌프(30)는 챔버(20) 측면에 연결 설치되어 있으며 커넥팅 파이프(31)를 통하여 노즐 파이프(32)에 압축공기를 공급하게 된다.
도 2를 참고하면, 유리기판 건조장치(10)의 내부를 볼 수 있다. 도시된 바와 같이 유리기판(1)은 일정 간격을 두고 수평으로 적층되어 배열 설치된 상태에서 건조공정이 진행된다. 따라서 유리기판(1) 사이마다 노즐 파이프(32)가 배치되어 유리기판(1) 상하부로 열풍을 공급하여 건조공정을 진행하게 된다. 노즐 파이프(32)로부터 분사된 공기는 유리기판(1)을 따라 가면서 건조시킨 후 배기구(40)를 통하여 외부로 배기된다.
도 3을 참고하면, 상술한 바와 같이 유리기판(1)이 적층되어 있고, 유리기판(1) 사이마다 설치된 각각의 노즐 파이프(32)에 공기를 공급하기 위한 커넥팅 파이프(31)가 펌프(30)에 연결되어 설치되어 있는 것을 볼 수 있다. 즉 펌프(300에 연결된 각각의 커넥팅 파이프(31)는 각각의 노즐 파이프(32)에 연결되어 압축공기를 공급하게 된다.
도 4를 참고하면, 노즐 파이프(32)와 커넥팅 파이프(31)가 연결된 구조가 잘 나타나 있다. 도시된 바와 같이 유리기판(1) 사이마다 노즐 파이프(32)와 커넥팅 파이프(31)가 설치되어 있다. 커넥팅 파이프(31)의 일단은 펌프(30)와 연결되고, 타단은 십자 커넥터(34)에 피팅에 의해 연결되어 있다. 따라서 조립과 분해가 무척 간편하다. 십자 커넥터(34)에는 두 개의 노즐 파이프(32)가 양쪽에서 끼워지고, 직각으로 두 개의 커넥팅 파이프(31)가 끼워진다. 즉 양쪽에서 커넥팅 파이프(31)를 통하여 압축공기가 공급되고, 그 공기는 직각으로 꺾어져 양쪽의 노즐 파이프(32)로 공급된 다음, 노즐(32a)을 통하여 분사된다. 도면에는 번잡함을 피하기 위하여 도시되어 있지 않지만 각 유리기판(1) 사이에는 히터들이 설치되어 있다. 이러한 히터들에 브래킷(34)이 고정되어 있고, 브래킷(340에 파이프들(31,32)이 걸쳐 지지되는 구조를 가진다.
도 5를 참고하면, 펌프(30), 커넥팅 파이프(31), 그리고 노즐 파이프(32)의 구조가 잘 도시되어 있다. 펌프(300에는 커넥팅 파이프(310 끝단이 각각 연결되어 있고, 그 커넥팅 파이프(310 타단은 피팅에 의해 십자 커넥터(34)에 끼워져 연결된다. 반대쪽에도 커넥팅 파이프(31)가 동일한 방법으로 연결되어 있다. 커넥팅 파이프(310에 대하여 직각으로 노즐 파이프(32)가 십자 커넥터(34)에 각각 연결되어 있다. 노즐 파이프(32)의 노즐(32a) 사이 간격은 십자 커넥터(34), 즉 공기가 유입되는 유입부로부터 멀어질수록 줄어들도록 설계되어 있다.
도 6을 참고하면, 노즐 파이프(320와 커넥팅 파이프(310를 연결하는 십자 커넥터(34)가 잘 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 노즐 파이프(32)와 커넥팅 파이프(31)가 피팅에 의해 조립 분해 가능하게 설치된다.
도 7을 참고하면, 노즐 파이프(32)의 노즐(32a) 간격이 잘 도시되어 있다. 왼쪽 첫 번째와 두 번째 노즐 사이의 간격(d1)은 오른쪽의 n번째 노즐 사이의 간격(dn)보다 크게 형성되어 있다. 즉 공기가 유입되는 유입부인 왼쪽 끝단으로부터 멀어질수록 노즐 간격이 줄어들게 되어 있다. 물론 노즐(32a)은 전후방에 모두 형성되어 양쪽으로 공기가 분사되어 유리기판(1)을 건조하게 된다.
도 8을 참고하면, 십자 커넥터(34)를 사용하여 파이프(31,32)를 조립한 것으로서, 양쪽에 모두 펌프(30)가 있는 구성이다.
도 9는 도 8과 다른 실시예로서, 양쪽에 펌프(30)를 설치하지 않고, 한쪽에만 설치한 경우이다. 이런 경우에는 T자형 커넥터(34)를 이용하여 하나의 커넥팅 파이프(31)와 두 개의 노즐 파이프(32)를 피팅에 의해 조립한 경우이다. 이런 경우에도 균일하게 유리기판(1)을 건조하게 되는 것은 물론이다.
도 10은 노즐 파이프(32)의 다른 실시예로서, 노즐(32a) 사이의 간격은 일정하게 유지하되, 왼쪽 유입부로부터 멀어질수록 노즐의 직경을 크게 함으로써 균일하게 공기가 분사되도록 구성한 것이다. 이런 경우에도 같은 목적을 달성할 수 있다.
한편, 노즐 파이프의 노즐의 간격과 노즐의 직경을 모두 조절하여 더욱 세밀하게 균일한 공기 분사를 하도록 구성할 수 있음은 물론이다.
도 11과 도 12는 노즐 간격을 조절한 경우 다섯 개의 노즐 파이프에서의 시뮬레이션 결과를 보여준다. 도 11은 다섯 개의 노즐에서 분사되는 공기의 유속을 색으로 표현한 것으로 노즐에서 분사되는 속도가 거의 같은 색으로 표시되어 그 유속이 거의 비슷한 것을 알 수 있다. 이를 도 12에서 그래프로 표시한 것으로서 유입속도에 비하여 분사되는 다섯 개의 노즐에서의 속도가 유사함을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
1 : 유리기판 10 : 유리기판 건조장치
20 : 챔버 30 : 펌프
40 : 배기구 31 : 커넥팅 파이프
32 : 노즐 파이프 32a : 노즐
33 : 브래킷 34 : 커넥터

Claims (6)

  1. 유리기판이 공급 배치되어 열풍에 의해 건조가 이루어지는 유리기판 건조장치로서,
    유리기판이 유입된 다음 내부에서 열풍에 의해 건조공정이 이루어지고 건조에 사용된 공기가 배출되는 배기구가 형성된 챔버;
    상기 챔버 내부에서 열풍 건조 공정이 진행되도록 공기를 공급하는 펌프;
    상기 펌프에 연결되고 상기 유리기판과 평행하게 배열되어 상기 유리기판에 공기를 분사하도록 다수개의 노즐이 형성된 노즐 파이프;
    를 포함하고,
    상기 노즐 파이프의 노즐들이 상기 펌프와 연결된 공기가 유입되는 유입부로부터 멀어질수록 노즐 사이의 간격이 줄어들도록 형성되고,
    상기 노즐 파이프가 상기 유리기판의 중앙에 평행하게 배열되고, 상기 노즐 파이프의 유입부가 그 중앙에 형성되며, 상기 유입부에 상기 펌프와 연결된 커넥팅 파이프가 상기 노즐 파이프와 직각으로 연결 설치된 유리기판 건조장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 파이프가 T자형 커넥터에 두 개가 평행하게 양쪽으로 각각 끼워지고 상기 T자형 커넥터의 나머지 한쪽에 상기 커넥팅 파이프가 끼워진 유리기판 건조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 파이프가 십자형 커넥터에 두 개가 평행하게 양쪽으로 각각 끼워지고 상기 십자형 커넥터의 나머지 두 곳에 상기 커넥팅 파이프가 각각 끼워진 유리기판 건조장치.
  5. 제1항, 제3항, 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐 파이프와 평행하게 히터가 배열 설치되고, 그 히터에 브래킷이 고정되며, 그 브래킷에 의해 노즐 파이프가 지지되는 유리기판 건조장치.
  6. 유리기판이 공급 배치되어 열풍에 의해 건조가 이루어지는 유리기판 건조장치로서,
    유리기판이 유입된 다음 내부에서 열풍에 의해 건조공정이 이루어지고 건조에 사용된 공기가 배출되는 배기구가 형성된 챔버;
    상기 챔버 내부에서 열풍 건조 공정이 진행되도록 공기를 공급하는 펌프;
    상기 펌프에 연결되고 상기 유리기판과 평행하게 배열되어 상기 유리기판에 공기를 분사하도록 다수개의 노즐이 형성된 노즐 파이프;
    를 포함하고,
    상기 노즐 파이프의 노즐들이 상기 펌프와 연결되어 공기가 유입되는 유입부로부터 노즐이 일정한 간격으로 형성되되, 상기 유입부로부터 멀어질수록 노즐의 직경이 증가하고,
    상기 노즐 파이프가 상기 유리기판의 중앙에 평행하게 배열되고, 상기 노즐 파이프의 유입부가 그 중앙에 형성되며, 상기 유입부에 상기 펌프와 연결된 커넥팅 파이프가 상기 노즐 파이프와 직각으로 연결 설치된 유리기판 건조장치.
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