KR101814366B1 - 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것으로, 내부 압력의 조절이 가능한 밀폐 챔버와; 상기 밀폐 챔버 내에 설치되고, 피처리 기판을 거치시키는 기판 스테이지와; 상기 밀폐 챔버 내에 설치되고, 상기 피처리 기판에 대하여 상대 이동하면서 약액을 토출하여 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 슬릿 노즐과; 상기 밀폐 챔버 내에 설치되고, 합착 기판을 파지한 상태에서 상기 피처리 기판을 향해 이동시켜, 상기 합착 기판과 상기 피처리 기판을 합착시키는 합착 유닛을; 포함하여 구성되어, 피처리 기판의 표면에 약액을 도포한 이후에, 합착 기판을 피처리 기판에 합착될 때까지 피처리 기판의 위치를 고정시킨 상태로 유지함으로써, 종래에 약액 도포 장치로부터 기판 합착 장치로 이동하는 동안에 피처리 기판이 요동하면서 도포된 약액 분포가 불균일해지는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공한다.

Description

기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법 {SUBSTRATE TREATING APPARATUS AND METHOD THOEREOF USING SAME}
본 발명은 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 약액이 도포된 피처리 기판을 합착 장치로 이동하지 않고서도 합착 기판과 합착될 수 있도록 함으로써, 피처리 기판에 약액이 도포된 상태를 그대로 유지하면서 합착되어 약액이 균일하게 도포된 상태로 디스플레이 패널을 제조할 수 있는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 플랫 패널 디스플레이를 제조하는 공정은 유리 등을 원소재로 하여 전극이 각 화소마다 형성되어 있는 피처리 기판(또는 Thin Film Transistor)의 표면에 액정 등의 약액을 약액 도포 장치에서 도포하고, 이 피처리 기판을 합착 장치로 이동시킨 후, 피처리 기판과 형광체가 도포된 합착 기판을 합착시키는 공정을 거쳐 이루어진다.
피처리 기판의 표면에 약액이 도포된 이후에 피처리 기판을 합착 장치로 이동시키는 과정에서, 미세한 진동이 발생될 수 밖에 없는 데, 이 미세한 진동에 의해 건조되지 않은 약액에 유동이 야기되어, 약액 도포 장치에서 피처리 기판의 표면에 약액이 균일한 두께로 도포되었더라도, 피처리 기판의 표면에는 약액이 불균일하게 퍼지게 된다.
따라서, 합착 장치에서 합착 기판과 합착되어 최종적으로 제작되는 플랫 패널은 약액이 균일하지 않게 분포되어, 디스플레이 화질이 저하되는 문제가 야기되었다. 특히, 최근에는 피처리 기판의 크기가 대형화됨에 따라, 피처리 기판에 작은 진동이 작용하면, 진동에 의한 파동이 피처리 기판에 오랜 시간 동안 잔류하면서 도포된 약액의 유동을 보다 촉진시키는 결과를 초래하여, 디스플레이 화질을 균일하게 유지시키는 데 문제점으로 지적되어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 약액이 도포된 피처리 기판을 합착 장치로 이동하지 않고서도 합착 기판과 합착될 수 있도록 함으로써, 피처리 기판에 약액이 도포된 상태를 그대로 유지하면서 합착되어 약액이 균일하게 도포된 상태로 패널을 제조할 수 있는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 서로 다른 성질의 약액을 2겹으로 적층하여 피처리 기판의 표면에 도포하여 디스플레이 패널을 제작함에 있어서, 피처리 기판의 표면에 도포된 제1약액이 그 위에 도포된 제2약액에 일부 부유하더라도, 이에 의해 디스플레이 화질이 저하되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 서로 다른 종류의 제1약액과 제2약액을 피처리 기판의 표면에 한꺼번에 도포함으로써, 피처리 기판의 표면에 도포되는 2겹의 약액층의 사이에 먼지 등의 이물질이 침투하는 것을 방지하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 내부 압력의 조절이 가능한 밀폐 챔버와; 상기 밀폐 챔버 내에 설치되고, 피처리 기판을 거치시키는 기판 스테이지와; 상기 밀폐 챔버 내에 설치되고, 상기 피처리 기판에 대하여 상대 이동하면서 약액을 토출하여 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 슬릿 노즐과; 상기 밀폐 챔버 내에 설치되고, 합착 기판을 파지한 상태에서 상기 피처리 기판을 향해 이동시켜, 상기 합착 기판과 상기 피처리 기판을 합착시키는 합착 유닛을; 포함하여 구성되어, 상기 슬릿 노즐이 상기 기판 스테이지의 바깥으로 이동하면, 상기 밀폐 챔버 내의 압력을 대기압보다 낮은 압력으로 유지시킨 상태에서, 상기 합착 유닛을 이동시켜 상기 합착 기판과 상기 피처리 기판을 결합시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
이는, 피처리 기판의 표면에 약액을 도포한 이후에, 합착 기판을 피처리 기판에 합착될 때까지 피처리 기판의 위치를 고정시킨 상태로 유지함으로써, 종래에 약액 도포 장치로부터 기판 합착 장치로 이동하는 동안에 피처리 기판이 요동하면서 도포된 약액 분포가 불균일해지는 것을 방지하기 위함이다.
즉, 본 발명은 기판 스테이지 상에 거치된 피처리 기판은 위치 고정된 상태로 약액이 도포되고, 약액이 건조되며, 합착 기판과 결합하도록 구성됨에 따라, 제작되는 디스플레이 패널은 도포되는 약액이 균일하게 분포된 상태를 유지하여 우수한 화질을 구현할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기 슬릿 노즐은 피처리 기판의 표면에 1종류의 약액을 도포할 수도 있지만, 상기 슬릿 노즐은 상기 피처리 기판의 표면에 제1약액을 도포하고, 상기 제1약액에 제2약액을 적층된 형태로 도포하도록 구성될 수 있다. 이 때, 제1약액은 피처리 기판의 각 화소에 배치된 전극에 인가되는 전원의 세기에 따라 투과되는 빛의 양을 조절하는 약액으로 선택되고, 제2약액은 디스플레이 패널을 바라보는 방향에 따른 시야 균일도를 향상시키는 약액으로 선택되어, 보다 우수한 화질의 디스플레이 패널을 제작할 수 있게 된다.
이와 같이, 피처리 기판의 표면에 제1약액과 제2약액을 적층하는 형태로 도포함에 있어서, 서로 분리된 2개의 몸체로 이루어진 슬릿 노즐을 각각 이동시켜 제1약액과 제2약액을 순차적으로 도포할 수도 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 하나의 몸체에 제1약액을 토출하는 제1토출구와 상기 제2약액을 토출하는 제2토출구가 함께 형성되어, 하나의 몸체로 이루어진 슬릿 노즐을 1회만 이동시키더라도, 피처리 기판의 표면에는 2겹의 약액층이 도포할 수 있게 되어, 보다 빠른 시간 내에 서로 다른 성질의 약액을 2겹으로 도포하여 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
이 뿐만 아니라, 상기와 같이 제1토출구와 제2토출구를 상호 이격되게 배열하고, 슬릿 노즐이 피처리 기판의 상측을 1번 이동하면서 2겹의 약액층이 동시에 도포되므로, 약액층의 사이에 이물질이 삽입되어 도포 품질이 저하될 염려가 없을 뿐만 아니라, 피처리 기판을 이동하면서 발생되는 약액층의 국부적인 쏠림 현상도 방지할 수 있어서, 보다 균일한 두께로 2겹의 약액층을 도포하는 것이 가능해지는 유리한 잇점을 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 본 발명은, 블레이드와; 상기 블레이드의 일단부를 상기 피처리 기판 상에 적층 도포된 상기 제2약액에 삽입시킨 상태로 상기 피처리 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 블레이드 이동부를; 더 포함하여, 상기 제2약액에 부유하여 상기 피처리 기판의 일측부에 위치하는 제1약액 부유물을 제거하도록 구성될 수 있다.
한편, 서로 다른 성질의 제1약액과 제2약액을 피처리 기판에 도포하면, 제2약액은 응고되지 않은 제1약액의 상면에 도포되므로, 제1약액의 일부가 제1약액의 층으로부터 떨어져 나가 제2약액에 부유하는 현상이 발생된다. 이와 같이 부유하는 제1약액은 완성된 디스플레이 패널의 화질을 악화시키는 원인이 될 수 있는데, 제2약액에서 부유하는 제1약액은 일측으로 몰려 뭉쳐있는 성질을 갖게 된다.
따라서, 본 발명은 블레이드와, 상기 블레이드의 일단부를 상기 피처리 기판 상에 적층 도포된 상기 제2약액에 삽입시킨 상태로 상기 피처리 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 블레이드 이동부를; 더 포함하여, 상기 제2약액에 부유하여 상기 피처리 기판의 일측부에 위치하는 제1약액 부유물을 제거함으로써, 서로 다른 성질의 약액이 적층된 형태로 피처리 기판에 도포되어 부유하는 약액이 발생되더라도, 이 부유하는 약액을 제거하여 완성된 디스플레이 패널에는 불량 화소가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 밀폐 챔버 내에서 기판을 처리하는 방법으로서, 기판 스테이지에 피처리 기판을 거치시키는 기판 거치 단계와; 상기 피처리 기판에 약액을 도포하는 약액 도포 단계와; 상기 밀폐 챔버 내를 대기압보다 낮은 압력 상태로 조절하는 압력 조절 단계와; 합착 기판을 상기 피처리 기판의 상측에서 하방으로 이동하여 상기 약액을 사이에 두고 상기 피처리 기판에 결합하여 패널을 제작하는 기판 결합 단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법을 제공한다.
상기 약액 도포 단계는, 상기 피처리 기판의 표면에 제1약액을 도포하고, 상기 제1약액 상에 제2약액을 도포하는 것에 의해 이루어질 수도 있다.
이 때, 상기 제2약액은 상기 제1약액보다 더 두껍게 도포되어, 시야 균일도를 향상시키는 효과를 극대화할 수 있다.
그리고, 상기 약액 도포 단계는, 하나의 몸체에 상기 제1약액을 토출하는 제1토출구와 상기 제2약액을 토출하는 제2토출구가 함께 형성된 슬릿 노즐을 상기 피처리 기판에 대하여 상대 이동시키면서, 상기 제1토출구가 상기 제2토출구에 선행하도록 상기 슬릿 노즐을 배치하여 상기 제1약액과 상기 제2약액을 상기 피처리 기판의 표면에 도포할 수도 있다.
그리고, 블레이드의 일단부를 상기 피처리 기판 상에 적층 도포된 상기 제2약액에 삽입시킨 상태로 상기 피처리 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 것에 의해 상기 제2약액에 부유하여 상기 피처리 기판의 일측부에 위치하는 제1약액 부유물을 제거하는 단계를; 상기 약액 도포 단계와 상기 기판 결합 단계의 사이에 추가적으로 행함으로써, 서로 다른 성질의 약액 중 어느 하나가 다른 하나에 부유하더라도 이에 따라 디스플레이 화질이 악화되는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 피처리 기판의 표면에 약액을 도포한 이후에, 합착 기판을 피처리 기판에 합착될 때까지 피처리 기판의 위치를 고정시킨 상태로 유지함으로써, 종래에 약액 도포 장치로부터 기판 합착 장치로 이동하는 동안에 피처리 기판이 요동하면서 도포된 약액 분포가 불균일해지는 것을 방지할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명은 기판 스테이지 상에 거치된 피처리 기판은 위치 고정된 상태로 약액이 도포되고, 약액이 건조되며, 합착 기판과 결합하도록 구성됨에 따라, 약액이 균일하게 분포되어 우수한 화질의 디스플레이 패널을 제작할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은 피처리 기판의 표면에 제1약액을 도포하고, 상기 제1약액에 시야 균일도를 향상시키는 제2약액을 적층된 형태로 도포함으로써, 보다 우수한 화질의 디스플레이 패널을 제작할 수 있도록 하는 잇점을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 하나의 몸체에 제1약액을 토출하는 제1토출구와 상기 제2약액을 토출하는 제2토출구가 함께 형성되어, 하나의 몸체로 이루어진 슬릿 노즐을 1회만 이동시키더라도, 피처리 기판의 표면에는 2겹의 약액층이 도포할 수 있게 되어, 보다 빠른 시간 내에 서로 다른 성질의 약액을 2겹으로 도포하여 공정 효율을 향상시킬 수 있으며, 피처리 기판을 이동하면서 발생되는 약액층의 국부적인 쏠림 현상도 방지할 수 있어서, 보다 균일한 두께로 2겹의 약액층을 도포하는 것이 가능해지는 유리한 장점을 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은 서로 다른 성질의 약액을 2겹으로 적층하여 피처리 기판의 표면에 도포하여 디스플레이 패널을 제작함에 있어서, 피처리 기판의 표면에 도포된 제1약액이 그 위에 도포된 제2약액에 일부 부유하더라도, 블레이드로 부유하는 제1약액을 제거하도록 구성됨에 따라, 서로 다른 성질의 약액이 적층된 형태로 피처리 기판에 도포되어 부유하는 약액이 발생되더라도, 이 부유하는 약액을 제거하여 완성된 디스플레이 패널에는 불량 화소가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 도시한 사시도
도2는 도1의 정면도
도3은 도1의 장치를 이용하여 슬릿 노즐로 피처리 기판의 표면에 약액을 코팅하는 구성을 도시한 측면도
도4는 약액이 도포된 상태를 도시한 도3의 'A'부분의 확대도
도5a 내지 도5c는 부유하는 제1약액을 제거하는 구성을 순차적으로 도시한 도면
도6은 약액이 잘못 도포된 상태를 도시한 도면
도7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 도시한 측면도
도8a 내지 도8f는 도1을 이용한 기판 처리 방법에 따른 구성을 순차적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 도시한 사시도, 도2는 도1의 정면도, 도3은 도1의 장치를 이용하여 슬릿 노즐로 피처리 기판의 표면에 약액을 코팅하는 구성을 도시한 측면도, 도4는 약액이 도포된 상태를 도시한 도3의 'A'부분의 확대도, 도5a 내지 도5c는 부유하는 제1약액을 제거하는 구성을 순차적으로 도시한 도면, 도6은 약액이 잘못 도포된 상태를 도시한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는, 피처리 기판(G1)을 거치시키는 기판 스테이지(110)와, 피처리 기판(G1)에 대하여 상대 이동하면서 약액(55)을 토출하여 피처리 기판(G1)의 표면에 약액을 도포하는 약액 도포부(120)와, 합착 기판(G2)을 파지하여 상하 이동(130d)함으로써 피처리 기판(G1)과 합착 기판(G2)을 합착시키는 합착 유닛(130)과, 내부 압력의 조절이 가능하고 기판 스테이지(110), 약액 도포부(120) 및 합착 유닛(130)을 수용하는 밀폐 챔버(140)와, 피처리 기판(G1)의 일단에 부유하는 약액의 일부를 제거하는 부유 약액 제거부(150)와, 피처리 기판(G1)과 합착 기판(G2)이 합착되어 디스플레이 패널(G)이 제작되면 그 주변을 세정하는 세정 유닛(160)으로 구성된다.
상기 기판 스테이지(110)는 표면에 다수의 흡기공(미도시)이 형성되어 흡입 펌프(116)에 의해 흡입압(110p)이 작용함으로써 피처리 기판(G1)을 견고하게 위치고정한다. 한편, 도면에는 기판 스테이지(10)에 피처리 기판(G1)이 위치 고정되고 슬릿 노즐(100)이 이동하는 구성을 예로 들었지만, 기판 스테이지(10)의 피처리 기판(G1)이 위치 이동하고 약액 도포부(120)의 슬릿 노즐(121)이 위치 고정되도록 구성될 수도 있다.
기판 스테이지(110)는 피처리 기판(G1)이 거치되는 위치의 둘레에 고압 공기를 분사하는 분사공(112)이 형성되고, 이 분사공(112)은 가압 펌프(113)에 연통되어 가압 공기가 선택적으로 분사되도록 구성된다.
상기 약액 도포부(120)는 도2에 도시된 바와 같이 피처리 기판(G1)의 폭에 대응하는 길이의 슬릿 형태의 토출구가 형성되어 약액을 도포하는 슬릿 노즐(121)과, 슬릿 노즐(121)을 고정하는 크로스헤드(122)와, 크로스헤드(122)의 양측을 고정하여 슬릿 노즐(121)을 지지하면서 기판 스테이지(110)의 종방향을 따라 이동하는 한 쌍의 슬라이더(123)와, 한 쌍의 슬라이더(123)가 기판 스테이지(110)의 종방향을 따라 이동하는 것을 안내하는 안내 레일(125)로 구성된다.
여기서, 슬릿 노즐(121)은 피처리 기판(G1)에 인가되는 전원에 의해 화소의 색상을 표시하는 제1약액(551)만을 피처리 기판(G1)의 표면에 도포할 수도 있지만, 위상이 균일해져 시야 균일도가 향상시키는 제2약액(552)을 제1약액(551)위에 도포하는 것이 보다 우수한 화질의 디스플레이 패널을 제작하는 데 효과적이다. 이 때, 제2약액(552)은 충분히 50㎛~5000㎛만큼의 두께(55d1)로 충분히 두껍게 도포하는 것이, 제1약액(551)을 자리잡게 하고, 시야 균일도를 향상시키는 데 유리하다.
이를 위하여, 약액 도포부(120)의 슬릿 노즐(121)은 도3에 도시된 바와 같이 이동 방향(121d)의 전방에 위치하는 제1토출구(1211)에서는 제1약액(551)을 토출하고, 이동 방향(121d)의 후방에 위치하는 제2토출구(1212)에서는 제2약액(552)을 토출하여, 피처리 기판(G1)의 표면에 제1약액(551)과 제2약액(552)을 적층하여 도포한다. 제1약액(551)은 제1공급펌프(1211p)에 의해 도면부호 551i로 표시된 방향으로 슬릿 노즐(121)에 공급되며, 제2약액(552)은 제2공급펌프(1212p)에 의해 도면부호 552i로 표시된 방향으로 슬릿 노즐(121)에 공급된다.
한편, 도4에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널로 제작되는 피처리 기판(G)은 화소를 이루는 사각형 형태의 셀(80s)을 경계짓는 단턱(83)이 그 둘레에 형성되고, 각 셀(80s)마다 전극(81)이 위치하여, 전극(81)에 인가되는 전원에 따라 피처리 기판(G1)에 도포되는 제1약액(551)에 의해 화소의 색상이 표시된다. 그리고, 각 단턱(83)은 소수성 재질로 형성되어, 제1약액(551)이 그 양측의 바닥면(82)으로 이동하도록 유도한다.
따라서, 피처리 기판(G1)의 표면에 도포된 제1약액(551)은 소수성 성질의 단턱(83)의 바깥인 사각형 형태의 셀(80s) 내부로 유도되어 셀(80s) 영역을 채우게 된다. 각 셀(80s)에 채워진 제1약액(551)은 그 자체의 표면 장력에 의해 도6에 도시된 바와 같이 제1약액(551)이 스스로 뭉치려는 성향을 갖게 된다. 더욱이, 유리 소재로 주로 제작되는 피처리 기판(G1)은 각 셀(80s)의 바닥면에 소수성을 갖도록 제작되는 경우가 대부분이므로, 제1약액(551)의 도포양이 과도하지 않는 이상, 제1약액(551)이 전극(81)과 접촉하지 않아 최종적으로 제작된 디스플레이 패널에는 화소 불량의 오류가 발생될 수 있다.
따라서, 피처리 기판(G1)의 각 셀(80s)에 도포된 제1약액(551)이 자체의 표면장력이나 피처리 기판(G1)의 소수성 성질에 의해 동그랗게 수축하기 이전에, 상기와 같이 제2토출구(1212)로부터 제1토출구(1211)를 향해 경사(θ)지게 토출되는 제2약액(552)이 먼저 도포된 제1약액(551)을 곧바로 덮어 눌러줌으로써, 제1약액(551)이 전극(81)과 접촉한 상태를 효과적으로 유지시킬 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이를 통해, 피처리 기판(G1)의 전체 화소에서 화소 불량이 야기되는 것을 줄임으로써, 디스플레이 패널의 제작 시 발생되는 불량률을 크게 낮출 수 있다.
또한, 제1약액(551)과 제2약액(552)이 하나의 몸체로 이루어진 슬릿 노즐(121)의 제1토출구(1211)과 제2토출구(1212)에서 토출되도록 구성됨에 따라, 하나의 몸체로 이루어진 슬릿 노즐을 1회만 이동시키더라도, 피처리 기판(G1)의 표면에는 2겹의 약액층(551, 552; 55)이 도포할 수 있게 되어, 보다 빠른 시간 내에 서로 다른 성질의 약액을 2겹으로 도포하여 공정 효율을 향상시킬 수 있으며, 상기와 같이 제1토출구(1211)와 제2토출구(1212)를 상호 이격되게 배열하고, 슬릿 노즐(121)이 피처리 기판(G1)의 상측을 1번 이동하면서 2겹의 약액층이 동시에 도포되므로, 약액층의 사이에 이물질이 삽입되어 도포 품질이 저하될 염려가 없고, 피처리 기판을 이동하면서 발생되는 약액층의 국부적인 쏠림 현상도 방지할 수 있어서, 보다 균일한 두께로 2겹의 약액층을 도포하는 것이 가능해지는 유리한 잇점을 얻을 수 있다.
한편, 도3에는 제1약액(551)과 제2약액(552)이 하나의 몸체로 이루어진 슬릿 노즐(121)의 제1토출구(1211)과 제2토출구(1212)에서 토출되는 구성이 도시되어 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 도7에 도시된 바와 같이, 제1약액(551)을 토출하는 제1슬릿노즐(121')과 제2약액(552)을 토출하는 제2슬릿노즐(121")로 이루어져, 제1슬릿노즐(121')로 제1약액(551)을 피처리 기판(G1)의 표면에 먼저 도포한 후, 별개의 몸체로 이루어진 제2슬릿노즐(121")로 제2약액(552)을 도포하도록 구성될 수도 있다. 이 경우에는 제1약액(551)의 표면 장력이 비교적 작고, 피처리 기판(G1)의 바닥면(882)에 소수성 성질이 낮은 경우에 적용될 수 있다.
도면 중 미설명 부호인 123'는 제1슬릿노즐(121')에 제1약액(551)을 공급하는 약액공급펌프이고, 123"는 제2슬릿노즐(121")에 제2약액(552)을 공급하는 약액공급펌프이다.
상기 합착 유닛(130)은 약액(551, 552; 55)이 도포된 피처리 기판(G1)에 합착 기판(G2)을 합착 결합시켜 디스플레이 패널(G)을 제작하기 위한 것으로, 피처리 기판(G1)에 합착되는 합착 기판(G2)을 하면에 흡입하여 파지하고 있다가, 피처리 기판(G1)의 표면에 약액(55)이 도포되면, 합착 유닛(130)이 하방으로 이동하여 피처리 기판(G1)과 합착 기판(G2)을 정렬시킨 후, 합착 기판(G2)을 피처리 기판(G1)에 결합시켜 디스플레이 패널(G)을 제작한다.
이 때, 합착 기판(G2)에는 피처리 기판(G1)의 표면과 일정 거리를 유지시키는 간격재(S)가 구비되어, 간격재(S)의 높이만큼 약액(55)이 기판(G1, G2)의 사이에 남고 간격재(S)의 높이보다 더 높게 도포된 약액은 기판(G1, G2)사이로 빠져나가도록 하여, 예정된 양의 약액이 기판(G1, G2)의 사이에 남아 디스플레이 패널을 형성하게 된다.
상기 밀폐 챔버(140)는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 피처리 기판(G1)이 기판 스테이지(110)에 거치되어 합착 기판(G2)과 합착될 때까지 외기와 밀폐된 상태를 유지시키는 역할을 한다. 이를 위하여, 밀폐 챔버(140)는 기판 스테이지(110), 약액 도포부(120), 합착 유닛(130), 부유 약액 제거부(150) 및 세정 유닛(160)을 내부에 구비하여 외기와 차단되는 밀봉 구조를 이루며, 도면에 도시되지 않은 진공 펌프에 의해 대기압보다 낮은 진공 또는 부압 분위기가 내부에 형성될 수 있도록 구성된다.
상기 부유 약액 제거부(150)는 도3에 도시된 바와 같이, 피처리 기판(G1)의 표면에 적층 도포된 약액(55)이 서로 다른 제1약액(551)과 제2약액(552)으로 적층되어 도포된 경우에, 피처리 기판(G1)의 표면에 도포된 제1약액(551) 중 일부가 제2약액(552)의 층(層)에 부유할 수 있다. 통상적으로 제1약액(551)의 일부가 제2약액(552)에 부유하면, 제2약액(551)의 일측단에 부유하는 제1약액(551s)이 몰려 이동하게 된다.
따라서, 부유 약액 제거부(150)는 블레이드의 일단부(150a)를 피처리 기판(G1) 상에 적층 도포된 제2약액에 정해진 깊이로 삽입시킨 상태로 피처리 기판(G1)으로부터 멀어지는 방향으로 블레이드 이동부(153)으로 이동시킴으로써, 제2약액(552)에 부유하여 피처리 기판(G1)의 일측부에 모인 제1약액 부유물(551s)을 제거한다.
상기 세정 유닛(160)은 피처리 기판(G1)과 합착 기판(G2)이 합착되면, 피처리 기판(G1)의 표면에 도포된 약액(55)의 높이(d)가 간격재(S)의 높이보다 높은 경우에는, 약액(55)의 일부가 기판(G1, G2)의 바깥으로 흘러나온다. 이에 의해, 합착된 디스플레이 패널(G)과 기판 스테이지(110)에 약액이 묻어 오염될 수 있으므로, 세정 유닛(160)은 기판 스테이지(110)를 따라 종방향으로 이동하면서 세정액과 건조압축공기(CDA)를 분사함으로써 기판(G1, G2)과 기판 스테이지(110)를 깨끗하게 세정하여, 디스플레이 패널(G)과 기판 스테이지(110)에 묻은 약액을 제거한다.
상기와 같이 구성된 기판 처리 장치(100)를 이용한 기판 처리 방법을 상술한다.
단계 1: 먼저, 도8a에 도시된 바와 같이, 기판 스테이지(110)에는 약액(55)이 도포될 피처리 기판(G1)이 거치되어 위치 고정되고, 합착 유닛(130)에는 피처리 기판(G1)의 표면에 약액(55)이 도포된 이후에 피처리 기판(G1)에 합착될 합착 기판(G2)을 흡입하여 위치 고정시킨다.
단계 2: 그리고 나서, 도8b에 도시된 바와 같이, 피처리 기판(G1)의 표면에 대하여 슬릿 노즐(121)이 도면부호 121d로 상대 이동하면서, 선행하는 제1토출구(1211)에서 제1약액(551)을 피처리 기판(G1)의 표면에 도포하고, 후행하는 제2토출구(1212)에서 제2약액(552)을 도포한다. 이에 따라, 슬릿 노즐(121)을 1회 이동하면, 피처리 기판(G1)의 표면에는 제1약액(551)과 제2약액(552)이 적층된 형태로 도포된다.
이 때, 도4에 도시된 바와 같이, 피처리 기판(G1)의 표면에는 사각형 형태의 셀(80s)이 격벽(83)을 사이에 두고 종횡으로 분포되는데, 격벽(83)은 소수성 성질이 높은 소재로 코팅되거나 형성되어, 얇은 두께로 도포되는 제1약액(551)은 격벽(83)의 양측에 위치한 셀(80s)의 바닥면(82)으로 이동하여, 격벽(83)을 중심으로 제1약액(551)은 서로 단절된 상태가 된다. 그리고, 제1토출구(1211)에 후행하는 제2토출구(1212)로부터 토출되는 제2약액(552)에 의해 제1약액(551)이 덮혀지면서 눌려 셀(80s) 내에서 안정되게 전극(81)과 접촉된 상태를 유지하게 된다.
제1약액(551)은 전극에 인가되는 전원에 따라 색상을 선택적으로 표시할 수 있는 오일이나 포토레지스트 등의 감광액으로 선택될 수 있으며, 제2약액(552)은 위상이 균일해지도록 하여 바라보는 방향에 관계없이 시야 균일도를 향상시킬 수 있는 물 등의 코팅액으로 선택될 수 있다. 이 때, 도5a에 도시된 바와 같이 제1약액(551)은 단턱(83)의 높이보다 낮은 대략 3~30㎛의 두께(55d1)로 도포되며, 제2약액(552)은 제1약액(551)을 충분히 눌러주고 위치 고정을 시키기 위해 대략 500㎛~5000㎛의 두께(55d1)로 두껍게 도포될 수 있다. 이에 따라, 피처리 기판(G1)의 표면(G1s)에는 d로 표시된 높이만큼 약액(55)이 돌출된 상태가 된다.
단계 3: 단계 2에서 제1약액(551)과 제2약액(552)이 피처리 기판(G1)에 적층된 형태로 도포되는 과정에서, 먼저 도포되어 피처리 기판(G1)에 도포되어야 하는 제1약액(551)의 일부(551s)는 그 이후에 도포되는 제2약액(552)에 부유하는 상태가 될 수 있다. 즉, 도5a에 도시된 바와 같이, 피처리 기판(G1)에 도포된 제1약액(551)의 일부(551s)는 두꺼운 층으로 도포된 제2약액(552) 내에 부유하면서 이동(551sd)하여, 도5b에 도시된 바와 같이 피처리 기판(G1)의 일측(55s)에 모이게 된다.
이 때, 도8c 및 도5b에 도시된 바와 같이, 부유 약액 제거부(150)는 이동부(153)로 블레이드를 이동시켜, 블레이드의 끝단(150a)이 제2약액(552)의 내부로 삽입되도록 하방(150v')으로 이동시키고, 블레이드를 후방으로 경사진 방향(150d)으로 이동시켜 제1약액의 부유물(551s)이 위치한 제2약액(552)의 끝단부를 긁는 형태로 후방으로 잡아당긴 후, 피처리 기판(G1)으로부터 멀리 떨어지는 후방(150d)으로 블레이드를 이동시켜 제2약액의 일부와 부유하던 제1약액의 일부(551s)를 제거한다. 이를 통해, 피처리 기판(G1)의 표면에 도포된 2겹의 약액(55)이 균질화된 상태로 유지되어, 이에 의해 제작된 디스플레이 패널이 우수한 화질을 구현할 수 있게 된다.
단계 4: 제2약액(552)에 부유하는 제1약액 부유물(551s)을 제거한 이후에, 밀폐 챔버(140) 내의 압력은 대기압보다 낮은 압력을 갖는 진공 또는 부압 상태로 조절된다. 그리고, 도8d에 도시된 바와 같이, 합착 유닛(130)에 흡착된 합착 기판(G2)의 위치를 피처리 기판(G1)에 대해 정렬시킨 후, 합착 기판(G2)을 피처리 기판(G1)과 합착시키도록 합착 유닛(130)을 하방(130z)으로 이동시킨다.
이와 같이, 밀폐 챔버(140) 내의 압력이 대기압 보다 낮은 진공 또는 부압 상태로 유지됨에 따라, 피처리 기판(G1)에 도포된 약액(55) 내에 잔류하는 기체가 있더라도, 기체가 약액(55)의 바깥으로 모두 배출된 상태로 피처리 기판(G1)과 합착 기판(G2)이 결합될 수 있게 된다.
단계 5: 합착 기판(G2)이 피처리 기판(G1)과 맞닿아 예정된 힘으로 가압되면, 합착 유닛(130)에 인가되는 흡입압 또는 전류를 제어하여 합착 기판(G2)의 흡착 상태를 해제시키면서, 도8e에 도시된 바와 같이 합착 기판(G2)을 피처리 기판(G1) 상에 남기고 합착 유닛(130)은 상방(130z')으로 이동한다. 이에 따라, 합착 기판(G2)과 피처리 기판(G1)은 대략 15~40㎛의 높이를 갖는 간격재(S)를 사이에 두고 실링재(미도시)에 의해 결합된다.
이 때, 피처리 기판(G1)에는 제2약액(552)이 기판의 표면(G1s)으로부터 수mm만큼 높게 도포되어 있으므로, 합착 기판(G2)이 피처리 기판(G1)과 맞닿는 순간 간격재(S)의 높이보다 더 높은 제2약액(552)은 도8e에 도시된 바와 같이 기판(G1, G2)의 양측 바깥(552e)으로 배출된다.
단계 6: 단계 5의 과정을 거치면서, 기판(G1, G2)과 기판 스테이지(110)는 피처리 기판(G1)에 도포되었다가 합착 기판(G2)과 합착되는 과정에서 기판(G1, G2)의 바깥으로 배출된 제2약액(552e)에 의해 오염될 수 있다. 따라서, 세정제 공급부(162)로부터 세정액을 공급받고, 가압 펌프(161)로부터 압축 건조 공기를 공급받아, 세정 유닛(160)은 합착된 디스플레이 패널(G)을 따라 상대 이동하면서 세정액과 압축건조공기의 혼합액(88)을 디스플레이 패널(G)에 분사하여, 디스플레이 패널(G)을 세정한다.
이와 동시에, 피처리 기판(G1)의 둘레에 형성된 분사공(112)에 가압 펌프(113)를 가하여 압축 공기(112e)를 분사함으로써, 피처리 기판(G1)과 합착 기판(G2)에 묻은 제2약액(552e)을 보다 효율적으로 세정할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 피처리 기판(G1)의 표면에 약액(55)을 도포한 이후에, 합착 기판(G2)을 피처리 기판(G1)에 합착될 때까지 피처리 기판(G1)의 위치를 고정시킨 상태로 유지함으로써, 종래에 약액 도포 장치로부터 기판 합착 장치로 이동하는 동안에 피처리 기판(G1)에 진동이 야기되어 도포된 약액 분포가 불균일해지는 것을 방지하여, 약액이 균일하게 분포되어 우수한 화질의 디스플레이 패널을 제작할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 디스플레이 패널(G)을 제작함에 있어서, 피처리 기판(G1)의 표면에 제1약액(551)을 도포하고, 제1약액(551)에 시야 균일도를 향상시키는 제2약액(552)을 적층된 형태로 도포함으로써, 보다 우수한 시야 균일도를 갖는 품질의 디스플레이 패널을 제작할 수 있도록 하는 잇점도 얻어진다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
55: 약액 551: 제1약액
552: 제2약액 551s: 부유하는 제1약액
552e: 배출된 제2약액 100, 100' : 기판 처리 장치
110: 기판 스테이지 120: 약액 도포부
121: 슬릿 노즐 130: 합착 유닛
140: 밀폐 챔버 150: 부유 약액 제거부
160: 세정 유닛 G1: 피처리 기판
G2: 합착 기판 G: 디스플레이 패널

Claims (9)

  1. 내부 압력의 조절이 가능한 밀폐 챔버와;
    상기 밀폐 챔버 내에 설치되고, 피처리 기판을 거치시키는 기판 스테이지와;
    상기 피처리 기판의 표면에 제1약액을 도포하는 제1토출구와, 상기 피처리 기판의 표면에서 상기 제1약액이 응고되기 전에, 상기 제1약액의 상부에 적층되게 제2약액을 도포하는 제2토출구를 포함하며, 상기 밀폐 챔버 내에 설치되는 슬릿 노즐과;
    블레이드와, 상기 블레이드의 일단부를 상기 제2약액이 도포되어 형성된 제2약액층의 내부에 삽입시킨 상태로 상기 피처리 기판으로부터 멀어지는 방향으로 상기 블레이드를 이동시키는 블레이드 이동부를 포함하며, 상기 제1약액으로부터 분리되어 상기 제2약액층의 상면에 부유하는 제1약액 부유물을 제거하는 부유 약액 제거부와;
    상기 밀폐 챔버 내에 설치되고, 합착 기판을 파지한 상태에서 상기 피처리 기판을 향해 이동시켜, 상기 합착 기판과 상기 피처리 기판을 합착시키는 합착 유닛을;
    포함하여 구성되어, 상기 슬릿 노즐이 상기 기판 스테이지의 바깥으로 이동하면, 상기 밀폐 챔버 내의 압력을 대기압보다 낮은 압력으로 유지시킨 상태에서, 상기 합착 유닛을 이동시켜 상기 합착 기판과 상기 피처리 기판을 결합시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 슬릿 노즐은 하나의 몸체에 상기 제1토출구와 상기 제2토출구가 함께 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 밀폐 챔버 내에서 기판을 처리하는 방법으로서,
    기판 스테이지에 피처리 기판을 거치시키는 기판 거치 단계와;
    상기 피처리 기판의 표면에 제1약액을 도포한 후, 상기 피처리 기판의 표면에서 상기 제1약액이 응고되기 전에, 상기 제1약액의 상부에 적층되게 제2약액을 도포하는 약액 도포 단계와;
    블레이드의 일단부를 상기 제2약액이 도포되어 형성된 제2약액층의 내부에 삽입시킨 상태로 상기 피처리 기판으로부터 멀어지는 방향으로 상기 블레이드를 이동시키는 것에 의해 상기 제1약액으로부터 분리되어 상기 제2약액층의 상면에 부유하는 제1약액 부유물을 제거하는 부유 약액 제거 단계와;
    상기 밀폐 챔버 내를 대기압보다 낮은 압력 상태로 조절하는 압력 조절 단계와;
    합착 기판을 상기 피처리 기판의 상측에서 하방으로 이동하여 상기 약액을 사이에 두고 상기 피처리 기판에 결합하여 패널을 제작하는 기판 결합 단계를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2약액은 상기 제1약액보다 더 두껍게 도포되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 약액 도포 단계는,
    하나의 몸체에 상기 제1약액을 토출하는 제1토출구와 상기 제2약액을 토출하는 제2토출구가 함께 형성된 슬릿 노즐을 상기 피처리 기판에 대하여 상대 이동시키면서, 상기 제1토출구가 상기 제2토출구에 선행하도록 상기 슬릿 노즐을 배치하여 상기 제1약액과 상기 제2약액을 상기 피처리 기판의 표면에 도포하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 부유 약액 제거 단계에서는 상기 피처리 기판의 일측부에 위치하는 상기 제1약액 부유물을 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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  9. 삭제
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