KR101560049B1 - 유리 기판 표면 코팅 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유리 기판 표면 코팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다양한 방식으로 이송되는 유리 기판의 상부를 다이 립 코터(Die-lip Coater)를 이용하여 효율적으로 폴리머액 코팅시킴으로써, 유리 기판의 표면 굴곡(waviness)을 개선시키고 유리 기판의 성능을 향상시킬 수 있는 유리 기판 표면 코팅 장치에 관한 것이다.

Description

유리 기판 표면 코팅 장치{APPARATUS FOR COATING SURFACE OF GLASS SUBSTRATE}
본 발명은 유리 기판 표면 코팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다양한 방식으로 이송되는 유리 기판의 상부를 다이 립 코터(Die-lip Coater)를 이용하여 효율적으로 폴리머액 코팅시킴으로써, 유리 기판의 표면 굴곡(waviness)을 개선시키고 유리 기판의 성능을 향상시킬 수 있는 유리 기판 표면 코팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 티비나 모니터 등의 LCD(liquid crystal display) 혹은 OLED(Organic Light Emitting Diodes)에서 사용되는 유리 기판은 용융 상태의 액체 유리로부터 만들어진다.
이러한 유리 기판은 제조되는 공정의 특성으로 인하여, 굴곡(waviness)이라는 결이 액체 유리의 흐름 방향과 나란하게 형성되는데, 이러한 굴곡은 유리 기판을 투과하는 빛의 편광 상태로 반영되므로 LCD 방식의 영상 표시 장치에서는 화면상에 형성되는 물결 무늬를 통해 직접적으로 악영향을 주게 되므로 LCD 평판 소자의 성능을 저하시키는 주요 원인이 된다.
따라서, 유리 기판을 평탄화시키기 위한 다양한 기술들이 존재하게 된다.
한국공개특허 제10-1999-012386호는 액정표시장치의 기판 평탄화 방법을 개시한다. 상기 특허는 액정표시장치의 기판 평탄화 방법에 관한 것으로, 표면 이상이 있는 기판의 표면을 균일하게 평탄화하기 위하여, 기판의 불균일한 표면에 기판과 비슷한 굴절율을 가지는 물질로 도핑한 후, 전면을 평탄하게 함으로써 입사되는 광을 전면에서 균일하게 굴절하도록 하려 하는 기술이다.
이러한 상기 기술은 유리 기판의 홈이나 긁힘 부분 등에 굴절율이 유사한 물질을 채움으로써 불균일한 표면을 평탄하게 한다는 장점이 있지만, 연마작업을 추가로 수행해야하며, 유리 제조 상에 필연적으로 발생하는 굴곡을 해결하지는 못한다는 단점이 존재하게 된다.
(특허 문헌 1) 한국공개특허 제10-1999-012386호
본 발명의 목적은, 다양한 방식으로 이송되는 유리 기판의 상부를 다이 립 코터(Die-lip Coater)를 이용하여 폴리머액 코팅시킴으로써, 유리 기판의 표면 굴곡(waviness)을 개선시키고 유리 기판의 성능을 향상시킬 수 있는 유리 기판 표면 코팅 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 유리 기판을 이송시키는 기판 이송부; 상기 기판 이송부에서 공급되는 상기 유리 기판을 세정하는 기판 세정부; 및 상기 유리 기판의 상부에 폴리머액을 도포하는 코팅부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기판 이송부는, 그 상측부에 상기 유리 기판을 안착시켜 상기 유리 기판과 함께 이동하는 이송 캐리어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기판 이송부는, 그 상측부에 상기 유리 기판을 위치시키고 상기 유리 기판만을 상기 기판 세정부로 이송시키는 이송 컨베이어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 이송 컨베이어는 고정된 롤러를 이용하는 롤러 컨베이어 및/또는 공기를 이용하는 에어 플로팅 컨베이어가 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 유리 기판 표면 코팅 장치는, 상기 코팅부를 전후 및 상하 방향으로 이동시키는 구동수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 폴리머액은 폴리메틸메타크릴레이트 아크릴레이트(Poly methylmethacrylate acrylate - PMMA)인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유리 기판의 상부에 도포된 폴리머액은 1 내지 100 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유리 기판 표면 코팅 장치는, 상기 폴리머액이 도포된 상기 유리 기판에 자외선(ultaviolet)을 조사하는 UV 조사 장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, UV 조사 장치는 오존 포함 분위기 내에서 작용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 유리 기판 표면 코팅 장치는, 상기 폴리머액이 도포된 상기 유리 기판에 열을 제공하는 열 제공부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 열 제공부는 폴리머액을 건조 및 경화시키는 경화 오븐일 수 있다.
바람직하게는, 상기 코팅부는 클래스 20 이하의 클린룸 내에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 다이 립 코터를 이용하여 유리 기판의 상부에 폴리머액을 코팅시킴으로써 유리 기판의 표면 굴곡(waviness)을 개선시키고 유리 기판의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명에 따르면, 전후 및 상하 방향으로 이동 가능한 다이 립 코터를 이용함으로써 연속적으로 유리 기판을 코팅할 수 있어 시간 손실이 발생하는 것을 방지하고 그로 인해 생산성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
더욱이 본 발명에 따르면, 폴리머액이 도포된 유리 기판에 자외선을 조사함으로써 유리 기판과 폴리머층과의 결합력을 증가시킬 수 있게 되며, 열에 의한 건조 공정을 추가함으로써 폴리머층의 경화가 보다 효과적으로 수행되게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판 표면 코팅 장치(100)의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유리 기판 표면 코팅 장치(100')의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판 표면 코팅 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판 표면 코팅 장치(100)의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유리 기판 표면 코팅 장치(100')의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판 표면 코팅 장치(100)를 구체적으로 설명하기로 한다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유리 기판 표면 코팅 장치(100')는 기판 이송부(10')를 제외하고는 동일한 구성 요소를 포함하므로 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판 표면 코팅 장치(100)는 기판 이송부(10), 기판 세정부(20), 코팅부(30) 및 구동 수단(40)를 포함할 수 있다. 또한 추가적으로 본 발명에 따른 유리 기판 표면 코팅 장치(100)는 UV 조사 장치(50), 열 제공부(60) 및 클린룸(70)을 더 포함할 수 있다.
기판 이송부(10)는 일반적으로 티비나 모니터 등에서 사용되는 LCD(liquid crystal display)용 유리 기판(G)을 이송시키는 역할을 수행한다.
이때, 기판 이송부(10)는 그 상측부에 유리 기판(G)을 위치시키고 유리 기판(G)만을 후술되는 기판 세정부(20)로 이송시키는 이송 컨베이어일 수 있다.
이러한 이송 컨베이어는 복수의 고정된 롤러(11)를 이용하는 롤러 컨베이어(도 1 참조)일 수도 있으며, 고압으로 분사되는 공기를 이용하여 유리 기판(G)을 이송시키는 에어 플로팅 컨베이어(도시 안됨)가 사용될 수 있음을 유의한다.
여기서, 이송 컨베이어의 종류는 유리 기판(G)을 정밀하고 안전하게 이송할 수 있는 한 그 종류는 특별히 제한되지 않음을 유의한다.
마찬가지로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유리 기판 표면 코팅 장치(100')에 사용되는 기판 이송부(10')는 일반적으로 티비나 모니터 등에서 사용되는 LCD(liquid crystal display)용 유리 기판(G)을 이송시키는 역할을 수행한다.
이때, 기판 이송부(10')는 그 상측부에 유리 기판(G)을 안착 혹은 부착시키고 유리 기판(G)과 함께 이송되는 이송 캐리어(12)일 수 있다.
이러한 이송 캐리어는 유리 기판(G)이 로딩되는 캐리어부, 캐리어부의 하측부를 이동가능하게 지지하여 캐리어부의 이동을 안내하는 이송 레일, 이송 레일의 양측을 고정하는 프레임부 등을 포함하는 구성을 구비할 수 있다(도 2 참조).
여기서 마찬가지로 이송 캐리어의 종류 역시 유리 기판(G)을 정밀하고 안전하게 이송할 수 있는 한 그 종류는 특별히 제한되지 않음을 유의한다.
기판 세정부(20)는 기판 이송부(10)에서 이송되어 오는 유리 기판(G)을 세정하는 역할을 수행한다.
이러한 기판 세정부(20)는 유리 기판(G) 상측에 다양한 종류의 세정액 혹은 세정액 증기를 분사함으로써 유리 기판 표면에 존재하는 불순물, 미세 파티클, 유기물 또는 지문과 같은 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 이러한 기판 세정부(20)로 인하여 후술되는 코팅부(30)는 유리 기판(G) 상측을 보다 효과적으로 코팅을 할 수 있게 된다.
여기서, 세정액은 유리 기판(G) 표면을 효과적으로 세정할 수 있는 한 그 종류가 특별하게 제한되지 않음을 유의한다.
코팅부(30)는 유리 기판(G) 상부에 폴리머액을 도포함으로써 유리 기판(G) 표면에 존재하는 표면 굴곡(waviness)을 개선시키는 역할을 수행한다.
여기서, 상기 폴리머액은 폴리메틸메타크릴레이트 아크릴레이트(Poly methylmethacrylate acrylate - PMMA)인 것이 바람직하다. 또한 유리 기판(G)의 상부에 도포된 폴리머액은 1 내지 100 ㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
이를 위해 코팅부(30)는 슬러리나 조성물 및 폴리머액과 같은 코팅물을 넓은 면적에 비교적 얇게 도포할 수 있고, 기판과의 간격이나 압력 제어에 의해 코팅을 수행하는 다이 립 코터(Die-lip Coater)가 사용될 수 있다.
여기서, 코팅부(30)는 그 내부에 폴리머액을 수용하고 있는 코팅 헤드(31)와 코팅 헤드의 하측에 노즐 형태로 위치하고 있는 코팅 노즐(32)을 포함할 수 있으며, 이러한 구성으로 인해 유리 기판(G)에 폴리머액을 균일하게 도포할 수 있게 된다.
또한 코팅부(30)의 측면부에는 후술되는 구동 수단(40)의 수직축 가이드 레일(43)과 결합되는 사이드 프레임(44)이 제공되어, 코팅부(30)가 상하 방향으로 이동할 수 있게 된다. 이러한 코팅부(30)의 이동 방식에 대해서는 구동 수단(40)과 함께 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
구동 수단(40)은 코팅부(30)를 전후 및/또는 좌우 방향으로 이동시키는 역할을 수행한다.
이를 위해, 구동 수단(40)은 코팅부(30) 상측부에 위치하는 수평축 가이드 레일(41), 수평축 가이드 레일(41)의 하측에 결합되어 수평축 가이드 레일(41)을 따라 수평 방향으로 이동할 수 있는 베이스 프레임(42), 베이스 프레임(42)에 수직 방향으로 연결 및 고정된 수직축 가이드 레일(43) 및 수직축 가이드 레일(43)에 결합되어 수직축 가이드 레일(43)을 따라 수직 방향으로 이동할 수 있는 사이드 프레임(44)을 포함할 수 있다.
이러한 구성으로 인하여, 구동 수단(40)은 기판 이송부(10)의 종류에 따라 적절하게 코팅부(30)의 이동을 제어하여 유리 기판(G) 상부에 폴리머액을 효과적으로 코팅할 수 있게 된다.
예를 들어, 기판 이송부(10)가 이송 컨베이어인 경우, 이송 컨베이어 상측에서 유리 기판(G)이 이송되는 동안에 구동 수단(40)은 코팅부(30)를 하측 방향으로 이동시켜 유리 기판(G) 상부에 폴리머액을 원하는 두께로 도포할 수 있게 된다.
한편 기판 이송부(10')가 이송 캐리어인 경우, 이송 캐리어 상측에 위치한 유리 기판(G)이 일정한 위치에 유지되고 있는 동안에 구동 수단(40)은 코팅부(30)를 상하 및 전후 방향으로 이동시켜 유리 기판(G) 상부에 폴리머액을 원하는 두께로 도포할 수 있게 된다.
이와 같이, 구동 수단(40)은 기판 이송부(10)의 종류에 제한 없이 코팅부(30)를 전후 및/또는 좌우 방향으로 다양하게 이동시킴으로써 유리 기판(G) 상측에 폴리머액을 효과적으로 코팅할 수 있게 된다.
한편, 구동 수단(40)으로서 상술된 구성 요소에 제한되는 것이 아니며, 다양한 구성 요소들이 채용되어 적용될 수 있음을 유의한다.
추가적으로 본 발명에 따른 유리 기판 표면 코팅 장치(100)는 UV 조사 장치(50), 열 제공부(60) 및 클린룸(70)을 더 포함할 수 있다.
UV 조사 장치(50)는 폴리머액이 도포된 유리 기판(G)에 자외선(ultaviolet)을 조사하여 역할을 수행한다.
이러한 UV 조사 장치(50)에 의하여, 유리 기판(G)과 폴리머 코팅층과의 결합력을 증가시킬 수 있게 되며 또한 폴리머 코팅층을 보다 효과적으로 경화시킬 수 있게 된다. 여기서, UV 조사 장치(50)는 보다 성능을 향상시키기 위해 오존 포함 분위기 내에서 작용할 수도 있음을 유의한다.
열 제공부(60)는 폴리머액이 도포된 유리 기판(G)에 열을 제공함으로써 폴리머 코팅층을 건조 및 경화시키는 역할을 수행한다.
이러한 열 제공부(60)는 폴리머 코팅층을 건조 및 경화시키는 경화 오븐일 수 있으며, 폴리머 코팅층을 건조 및 경화시킬 수 있는 한 다양한 구성 요소가 적용될 수 있음을 유의한다.
클린룸(70)은 공중의 미립자, 공기의 온도/습도, 실내 압력 등이 일정하게 유지되도록 제어된 공간으로서, 코팅부(30)가 유리 기판(G)에 폴리머액을 도포하는 경우 미립자들이 포함되지 않도록 유지하는 역할을 수행한다.
이를 위해, 코팅부(30)는 약 20 클라스 이하로 유지된 클린룸(70) 내에 위치하는 것이 바람직하다. 한편, 클린룸(70)은 공지된 구성 요소를 이용하여 작동 및 운용되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 유리 기판 표면 코팅 장치(100, 100')에 의하면, 코팅부(30)로서 다이 립 코터를 이용하여 유리 기판(G)의 상부에 폴리머액을 코팅시킴으로써 유리 기판(G)의 표면 굴곡(waviness)을 개선시키고 유리 기판의 성능을 향상시킬 수 있게 된다. 더욱이, 구동 수단(40)을 이용하여 코팅부(30)가 전후 및 상하 방향으로 이동 가능하게 제어함으로써, 기판 이송부(10)의 종류에 제한 없이 코팅부(30)를 다양하게 이동시킴으로써 유리 기판(G) 상측에 폴리머액을 효과적으로 코팅할 수 있게 되며, 연속적으로 유리 기판을 코팅할 수 있어 시간 손실이 발생하는 것을 방지하고 그로 인해 생산성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10, 10' : 기판 이송부
20 : 기판 세정부
30 : 코팅부
31 : 코팅 헤드 32 : 코팅 노즐
40 : 구동 수단
41 : 수평축 가이드 레일 42 : 베이스 프레임
43 : 수직축 가이드 레일 44 : 사이드 프레임
50 : UV 조사 장치
60 : 열 제공부
70 : 클린룸
100, 100' : 유리 기판 표면 코팅 장치

Claims (9)

  1. 유리 기판을 이송시키는 기판 이송부;
    상기 기판 이송부에서 공급되는 상기 유리 기판을 세정하는 기판 세정부;
    상기 유리 기판의 상부에 1 내지 100 ㎛의 두께를 갖는 폴리메틸메타크릴레이트 아크릴레이트(Poly methylmethacrylate acrylate - PMMA)의 폴리머액을 도포하는 코팅부; 및
    상기 코팅부를 전후 및 상하 방향으로 이동시키는 구동수단;을 포함하고, 그리고 상기 구동수단은 코팅부 상측부에 위치하는 수평축 가이드 레일, 수평축 가이드 레일의 하측에 결합되어 수평축 가이드 레일을 따라 수평 방향으로 이동할 수 있는 베이스 프레임, 베이스 프레임에 수직 방향으로 연결 및 고정된 수직축 가이드 레일 및 수직축 가이드 레일에 결합되어 수직축 가이드 레일을 따라 수직 방향으로 이동할 수 있는 사이드 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유리 기판 표면 코팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 이송부는,
    그 상측부에 상기 유리 기판을 안착시켜 상기 유리 기판과 함께 이동하는 이송 캐리어;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유리 기판 표면 코팅 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판 이송부는,
    그 상측부에 상기 유리 기판을 위치시키고 상기 유리 기판만을 상기 기판 세정부로 이송시키는 이송 컨베이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유리 기판 표면 코팅 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유리 기판 표면 코팅 장치는,
    상기 폴리머액이 도포된 상기 유리 기판에 자외선(ultaviolet)을 조사하는 UV 조사 장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유리 기판 표면 코팅 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유리 기판 표면 코팅 장치는,
    상기 폴리머액이 도포된 상기 유리 기판에 열을 제공하는 열 제공부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유리 기판 표면 코팅 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부는 클래스 20 이하의 클린룸 내에 위치하는 것을 특징으로 하는,
    유리 기판 표면 코팅 장치.
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