KR101941097B1 - 가스 공급 및 배기 장치 - Google Patents

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Abstract

가스 공급 및 배기 장치(200)가 개시된다. 본 발명에 따른 가스 공급 및 배기 장치(200)는, 디스플레이 기판(10)의 RGB 열처리 공정에 사용되는 가스 공급 및 배기 장치(200)로서, 유동 가스(g1)를 분사하는 적어도 하나의 유동 가스 분사구(212)가 외면에 형성되고, 상호간에 일정 간격을 이루며 배치되는 복수의 유동 가스 분사부(211) 및 복수의 유동 가스 분사부(211)의 상부에 설치되고, 디스플레이 기판(10) 상의 증발 가스(s)를 외부로 배기하는 통로를 제공하는 증발 가스 배기부(220)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 공급 및 배기 장치 {APPARATUS FOR GAS SUPPLYING AND EXAUSTING}
본 발명은 가스 공급 및 배기 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, RGB 열처리 공정에서 기판의 전 면적에 걸쳐 솔벤트를 균일하게 증발시킬 수 있도록 유동 가스를 분사하고 증발 가스를 배기시킬 수 있는 가스 공급 및 배기 장치에 관한 것이다.
액정, 발광 다이오드 등을 사용하는 디스플레이 장치는 발산된 광이 색상을 표현할 수 있도록, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)으로 구성되는 컬러 필터를 통과하게 한다. 컬러 필터를 통과한 광은 편광필름 등을 통과하면서 투과율이 조절될 수 있다.
컬러 필터 상에 RGB를 구현하기 위해서, 적색 잉크를 필터 상에 적하하고, 열처리를 수행하여 적색 잉크 내의 솔벤트(Solvent)를 증발시키는 공정이 수반될 수 있다. 이어서, 녹색 잉크, 청색 잉크도 필터 상에 적하하고, 열처리를 수행하는 공정이 순차적으로 수행될 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 청색 잉크 각각의 성분이 다르고 공정 환경이 상이하기 때문에, 각각의 공정을 분리하여 수행하여야 하는 실정이다. 이는 공정 온도와 공정 압력이 다른3개의 열처리 장치를 별도로 설계, 배치해야 하는 문제를 발생시키고, 장치 원가, 공정 시간이 증대되는 문제를 발생시킬 수 있다.
또한, 잉크가 적하된 필터를 열처리하여 잉크 내의 솔벤트를 증발시킬 때에도, 기판의 전면적에 걸쳐 균일하게 솔벤트가 증발시킬 필요가 있다. 특히, 대면적의 기판에서 기판의 모서리 부분과 기판의 중앙 부분에서 솔벤트의 증발되는 정도가 상이하여, 디스플레이의 색 품질, 컬러 필터의 색 품질에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, RGB 열처리 공정을 하나의 시스템에서 수행할 수 있는 열처리 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 전면적에 걸쳐 균일하게 솔벤트를 증발시킬 수 있는 가스 공급 및 배기장치, 그리고 이를 포함하는 열처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치는, 디스플레이 기판의 RGB 열처리 공정에 사용되는 가스 공급 및 배기 장치로서, 유동 가스를 분사하는 적어도 하나의 유동 가스 분사구가 외면에 형성되고, 상호간에 일정 간격을 이루며 배치되는 복수의 유동 가스 분사부; 및 상기 복수의 유동 가스 분사부의 상부에 설치되고, 상기 디스플레이 기판 상의 증발 가스를 외부로 배기하는 통로를 제공하는 증발 가스 배기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 유동 가스 분사부의 양단은 유동 가스 분배부에 연통되고, 상기 유동 가스 분배부의 일측에 연통된 유동 가스 공급관으로부터 유동 가스를 전달받아 상기 복수의 유동 가스 분사부에 공급할 수 있다.
상기 유동 가스 분배부의 양 내측면에 복수의 유로 형성막이 엇갈리게 돌출형성되어 유로를 복수층으로 구획하며, 최하층의 유로를 통해 상기 복수의 유동 가스 분사부에 상기 유동 가스를 공급할 수 있다.
상기 유동 가스 분사구는 상기 유동 가스 분사부의 하측 방향으로 형성될 수 있다.
상기 증발 가스 배기부는 하부에서 상부로 갈수록 평단면적의 크기가 작아지는 형상을 가지고, 상기 증발 가스 배기부의 상단에 배기구가 형성될 수 있다.
상기 유동 가스는 하부로 분사되어 상기 디스플레이 기판 상의 증발 가스를 유동시키고, 상기 증발 가스 배기부에서 배기압을 형성하여, 상기 증발 가스를 흡입할 수 있다.
상기 증발 가스는 일정 간격을 이루며 배치되는 상기 유동 가스 분사부의 사이 공간을 통과하여 상기 증발 가스 배기부로 배기될 수 있다.
상기 디스플레이 기판의 일변과 평행하며 이격되게 설치되고, 유동 가스를 분사하는 적어도 하나의 보조 유동 가스 분사구가 외면에 형성되어, 상기 디스플레이 기판의 측면에 유동 가스를 분사하는 보조 유동 가스 분사부를 더 포함할 수 있다.
상기 보조 유동 가스 분사부는 상기 디스플레이 기판의 각변과 대응되도록 제 1 분사부, 제 2 분사부, 제 3 분사부, 제 4 분사부로 이루어지는 사각 링형 파이프 형상을 가지고, 각 모서리에 형성된 보조 유동 가스 공급관으로부터 유동 가스를 전달받아 상기 보조 유동 가스 분사부에 공급할 수 있다.
상기 유동 가스 분사부의 양단에서 중간으로 갈수록 점진적으로 상기 유동 가스 분사구의 직경이 증가할 수 있다.
상기 유동 가스 분사부의 양단에서 중간으로 갈수록 점진적으로 상기 유동 가스 분사구 간의 간격이 좁아질 수 있다.
상기 유동 가스 공급관은, 상기 유동 가스 분배부로 공급되는 상기 유동 가스의 압력을 조절할 수 있도록 상기 유동 가스 공급관의 일측에 형성되는 유량 조절 밸브; 및 상기 유량 조절 밸브의 열림량을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일정 간격을 이루며 배치되는 유동 가스 분사부의 사이 공간에, 상기 유동 가스 분사부와 평행하게 배치되는 복수의 히터를 더 포함할 수 있다.
상기 유동 가스 분사구에 일단이 연결되고, 타단은 유동 가스 분사부의 하측 방향을 향하도록 연장 형성된 것을 유동 가스 분사관을 더 포함할 수 있다.
상기 유동 가스 분사부와 수직하게 배치되고, 상기 유동 가스 분사관과 이에 이웃하는 유동 가스 분사관 사이 공간에 배치되는 복수의 히터를 더 포함할 수 있다.
상기 유동 가스 분사부의 하부에는 상기 히터를 수용하는 히터 지지부가 배치되고, 상기 히터 지지부에는 적어도 하나의 배기 슬릿이 형성될 수 있다.
상기 증발 가스는 상기 배기 슬릿을 통과하여 상기 증발 가스 배기부로 배기될 수 있다.
상지 히터 지지부와 상기 증발 가스 배기부가 일체로 형성될 수 있다.
상기 히터 지지부에는 상기 유동 가스 분사관의 타단이 관통될 수 있다.
그리고, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 장치는, 디스플레이 기판의 RGB 열처리 공정을 수행하는 열처리 장치로서, 상기 디스플레이 기판의 열처리 공간인 챔버를 포함하는 본체; 상하운동하며 상기 기판을 지지하는 승강 유닛; 상기 본체의 내측 상부 및 내측 하부에 배치되는 히터 유닛; 및 가스 공급 및 배기 장치를 포함할 수 있다.
상기 본체의 하부에 상기 챔버 내의 가스를 배기하는 챔버 배기부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 시스템은, 외부로부터 상기 디스플레이 기판을 반입받는 기판 반입부; 상기 디스플레이 기판을 이동하는 기판 이송부; 상기 디스플레이 기판의 RGB 열처리를 수행하는 복수의 열처리 장치를 포함하며, 상기 열처리 장치의 내부에는 가스 공급 및 배기 장치가 배치될 수 있다.
각각의 상기 열처리 장치에서 RGB 열처리를 수행하는 챔버의 온도와 압력은 상이할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, RGB 열처리 공정을 하나의 시스템에서 수행할 수 있고, 이로 인해 장치 원가, 공정 시간이 감축되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기판의 전면적에 걸쳐 균일하게 솔벤트를 증발시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 열처리 시스템의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 열처리 장치의 구성을 나타내는 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치의 구성을 나타내는 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치의 구성을 나타내는 하부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치 내에서 증발 가스의 이동을 나타내는 개략도이다.
도 6은 종래의 가스 공급 및 배기 장치 내에서 증발 가스의 이동을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치의 구성을 나타내는 정측단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치의 구성을 나타내는 좌측단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치의 구성을 나타내는 저면도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 하여 과장되어 표현될 수도 있다.
본 명세서에 있어서, 기판은 LED, LCD 등의 표시장치에 사용하는 기판 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 열처리 장치(100)는 매엽식 열처리 장치를 상정하여 설명하지만, 보트의 구성을 추가로 구비하여 승강시킨다면 복수의 기판(10)을 수용하는 배치식 열처리 장치에도 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 시스템(1)의 구성을 나타내는 개략도이다.
본 발명의 열처리 시스템(1)은 디스플레이 기판(10)의 RGB(Red, Green, Blue) 열처리를 수행하는 시스템으로 이해되어야 한다. RGB 열처리라 함은 기판(10)에 적하된 RGB 잉크를 열처리 하여 RGB 잉크 내의 솔벤트 등의 가스 성분을 증발시키고, RGB 잉크를 건조시켜 컬러 필터를 형성하는 일련의 공정을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1을 참조하면, 열처리 시스템(1)은 기판 반입부(2), 기판 이송부(3) 및 복수의 열처리 장치(100: 100a-100d)를 포함할 수 있다.
먼저, 열처리 시스템(1)에 로딩되는 기판(10)의 재질은 특별히 제한되지 않으며 글래스, 플라스틱, 폴리머, 실리콘 웨이퍼 등 다양한 재질의 기판(10)이 로딩될 수 있다. 이하에서는 평판 디스플레이에 가장 일반적으로 사용되는 직사각형 형상의 글래스 기판을 상정하여 설명한다.
기판 반입부(2)는 외부에서 기판(10)이 반입되어 기판 이송부(3)에 이르는 구성을 통칭한다. 기판 반입부(2)는 로드 포트(load port), 기판 얼라인 장치 등을 포함할 수 있다.
기판 이송부(3)는 기판 이송 로봇(5)이 배치되고, 기판 이송 로봇(5)은 기판 반입부(2)를 통해 반입된 기판(10)은 각각의 열처리 장치(100: 100a-100d)에 로딩/언로딩을 수행할 수 있다. 기판 이송 로봇(5)은 상하운동 또는 회전운동을 할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 기판(10)을 이송할 수 있다.
복수의 열처리 장치(100: 100a-100d)에서는 RGB 잉크 각각에 대한 열처리 공정이 수행될 수 있다. 도 1에서는 열처리 장치가 4개인 것이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 열처리 공정 환경에 따라 개수는 증감이 가능하다.
각각의 열처리 장치(100)에서 RGB 열처리가 수행되는 온도와 압력은 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 열처리 장치(100a)의 챔버는 대기압, 고온 열처리 환경을 구비할 수 있고, 제2 열처리 장치(100b)의 챔버는 진공, 고온 열처리 환경을 구비할 수 있으며, 제3 열처리 장치(100c)의 챔버는 대기압, 저온 열처리 환경을 구비할 수 있고, 제4 열처리 장치(100d)의 챔버는 진공, 저온 열처리 환경을 구비할 수 있다. 저온 열처리 환경에서는 잉크의 1차 경화가 이루어지고, 고온 열처리 환경에서 2차 경화가 이루어질 수 있다.
일반적으로, 적색, 녹색, 청색 잉크는 각각의 성분이 다르고 공정 환경이 상이하기 때문에, 각각의 공정을 분리하여 수행해야 한다. 하지만, 본 발명의 열처리 시스템(1)은 온도와 압력이 상이한 복수의 열처리 장치(100)를 구비하므로, RGB 열처리 공정이 한 시스템 내에서 모두 수행될 수 있다. 예를 들어, 적색 잉크가 적하된 기판(10)을 기판 반입부(2), 기판 이송부(3)를 통해, 낮은 온도대의 열처리 장치(100a)에서 열처리 공정을 수행하여 적색 잉크를 경화시키고, 기판(10)에 녹색 잉크를 적하한 후, 중간 온도대의 열처리 장치(100b)에서 열처리 공정을 수행하여 녹색 잉크를 경화시키고, 기판(10)에 청색 잉크를 적하한 후, 높은 온도대의 열처리 장치(100c)에서 열처리 공정을 수행하여 청색 잉크를 경화시킬 수 있다. 따라서, 각각의 열처리 장치(100)를 각각 다른 시스템 내에 구비할 필요가 없이, 하나의 시스템 내에서 RGB 열처리 공정이 모두 수행될 수 있으므로, 장치 원가, 공정 시간이 절감될 수 있는 이점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 장치(100)의 구성을 나타내는 측단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 열처리 장치(100)는 기판(10)의 열처리 공간인 챔버(Tc, Bc)를 포함하는 본체(110), 본체(110)의 내측 상부 및 내측 하부에 배치되는 히터 유닛(120, 240), 상하운동하며 기판(10)을 지지하는 승강 유닛(130)을 포함할 수 있다.
본체(110)는 대략 직육면체 형상으로 형성되어 열처리 장치(100)의 외관을 이루고, 본체(110)의 내부에는 기판(10)이 열처리되는 공간인 챔버(Tc, Bc)가 형성될 수 있다. 본체(110)는 직육면체 형상뿐만 아니라 기판(10)의 형상에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
챔버(Tc, Bc)는 밀폐된 공간으로 마련될 수 있고, RGB 열처리가 실질적으로 수행되는 상부 챔버 영역(Tc) 및 대기(standby) 온도를 유지하는 하부 챔버 영역(Bc)을 포함할 수 있다. 여기에서 상부 챔버 영역(Tc)과 하부 챔버 영역(Bc)은 물리적으로 엄격히 분리된 공간은 아니며, 온도의 범위에 따라 분리된 가상의 공간으로 이해되어야 한다. 다시 말해, 상부 챔버 영역(Tc)은 후술할 승강 유닛(130)에 의해 기판(10)이 상승된 상태[기판(10)이 상사점의 위치에 있는 상태]에서 열처리 되는 공간을 의미할 수 있고, 하부 챔버 영역(Bc)은 승강 유닛(130)에 의해 기판(10)이 하강된 상태[기판(20)이 하사점의 위치에 있는 상태] 의 공간을 의미할 수 있다.
하부 챔버 영역(Bc)에 배치되는 히터 유닛(120)의 하측은 승강 유닛(130)에 연결될 수 있다. 히터 유닛(120)은 승강 유닛(130)이 상승함에 따라 기판(10)의 하부를 지지하여 기판(10)과 같이 상승할 수 있다. 동시에 기판(10)의 하부를 가열할 수 있다.
하부 챔버 영역(Bc)에서 기판(10)은 지지핀(140) 상에서 지지되어 있을 수 있으며, 히터 유닛(120)에는 지지핀(140)이 관통될 수 있도록 관통홀(미도시)이 형성될 수 있다.
상부 챔버 영역(Tc)에 배치되는 히터 유닛(240)은 본체(110)의 내측에 배치될 수 있다. 히터 유닛(120)은 본체(110)의 내측, 즉 상부 챔버 영역(Tc)에서 본체(100)의 상부 내측 및 측부 내측을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 히터 유닛(120)이 본체(110)의 내측에 배치됨으로써 기판(10)에 직접 열을 전달할 수 있어 열처리 공정을 보다 신속하게 수행할 수 있는 이점이 있다.
승강 유닛(130)의 일측은 챔버(Tc, Bc)의 내부에 위치되고 타측은 챔버(Tc, Bc)의 외부에 위치되어 승강가능하게 설치될 수 있다. 승강 유닛(130)은 승강할 수 있도록 외부의 실린더, 모터 등의 구동수단(미도시)과 연결될 수 있다. 승강 유닛(130)이 승강가능하도록 연통된 본체(110)의 하부면에는 실링 부재(미도시)가 개재될 수 있다.
승강 유닛(130)이 상승하여 상사점에 위치할 때, 기판(10)은 지지핀(140)으로부터 분리되고, 히터 유닛(120)에 의해 하부면에 지지되어 가열되며, 상부 챔버 영역(Tc)에서 히터 유닛(240)에 의해 신속하게 열처리 될 수 있다. 반대로, 승강 유닛(130)이 하강하여 하사점에 위치할 때, 기판(10)은 지지핀(140) 상에 안착되고, 히터 유닛(120)이 기판(10)으로부터 분리되어 기판(10)의 하부를 예열하는 상태 또는 대기 상태를 유지할 수 있다.
하부 챔버 영역(Bc)의 전면[본체(110)의 하부 전면]에는 기판 이송 로봇(5)으로부터 기판(10)을 로딩/언로딩 할 수 있는 출입구(미도시)가 형성될 수 있고, 출입구는 도어(115)에 의해 개폐될 수 있다. 출입구와 도어(115) 사이에는 실링 부재(미도시)가 개재될 수 있다.
본체(110)의 하부에는 챔버 배기부(150)가 형성될 수 있다. 챔버 배기부(150)는 후술할 증발 가스 배기부(220)와 같이 챔버(Tc, Bc) 내의 가스를 배기하는 역할을 할 수 있다. 챔버(Tc, Bc) 내부를 저진공 수준으로 배기하기 위해서는 증발 가스 배기부(220)만 구동할 수 있지만, 고진공 수준으로 배기하기 위해서는 증발 가스 배기부(220)와 더불어 챔버 배기부(150)도 구동할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치(200)의 구성을 나타내는 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치(200)의 구성을 나타내는 하부 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 가스 공급 및 배기 장치(200)는 디스플레이 기판(10)의 RGB 열처리 공정에서 발생하는 증발 가스(s)[도 5 참조]를 유동시키기 위한 유동 가스(g1, g2)[도 5 참조]를 공급하고, 증발 가스를 배기시키기 위한 일련의 장치를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 예컨대, 증발 가스는 RGB 잉크 내에서 휘발되는 물질로 솔벤트가 이에 해당할 수 있고, 유동 가스는 증발 가스가 보다 효과적으로 증발될 수 있도록 디스플레이 기판(10)에 분사되는 가스로, 비반응/불활성 가스인 질소, 아르곤 등이 이에 해당할 수 있다.
가스 공급 및 배기 장치(200)는 복수의 유동 가스 분사부(211)를 포함하는 유동 가스 공급부(210) 및 증발 가스 배기부(220)를 포함한다.
복수의 유동 가스 분사부(211)는 상호간에 일정 간격을 이루며 배치될 수 있다. 유동 가스 분사부(211)는 수평 방향, 즉, 기판(10)과 평행한 방향으로 배치될 수 있다. 유동 가스 분사부(211)는 유동 가스를 분사하는 적어도 하나의 유동 가스 분사구(212)가 외면에 형성될 수 있다. 유동 가스 분사구(211)는 홀(hole) 형태, 또는 노즐의 형태를 가져도 무방하다. 또한, 기판(10)에 직접적으로 분사될 수 있도록, 유동 가스 분사구(212)는 기판(10)의 상부를 향해, 즉, 유동 가스 분사부(211)의 하측 방향을 향해 형성되는 것이 바람직하다.
각각의 유동 가스 분사부(211)의 양단은 한 쌍의 유동 가스 분배부(215)에 연통될 수 있다. 유동 가스 분배부(215)는 일측(일 예로, 상측)에 연통된 유동 가스 공급관(219)으로부터 유동 가스를 전달 받을 수 있다. 유동 가스 공급관(219)은 본체(110) 상부를 연통하여 외부의 유동 가스 공급장치(미도시)로부터 유동 가스를 전달 받을 수 있다.
유동 가스 공급관(219)은, 유동 가스 분배부(215)로 공급되는 유동 가스의 양과 압력을 조절할 수 있도록, 유동 가스 공급관(219)의 일측에 유량 조절 밸브(미도시) 및 유량 조절 밸브의 열림량을 제어하는 제어부(미도시)를 구비할 수 있다.
대향하게 배치된 한 쌍의 유동 가스 분배부(215)는 각각의 유동 가스 분사부(211)의 양단에 유동 가스를 전달하고, 유동 가스 분사부(211)의 외면에 연통형성된 유동 가스 분사구(212)를 통해 기판(10) 상에 유동 가스를 분사할 수 있다.
기판(10)의 전면적에 걸쳐 유동 가스를 균일하게 분사할 수 있도록, 유동 가스 분사부(211)의 양단을 통해서 균일한 압력의 유동 가스가 공급되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 유동 가스 분배부(215)의 양 내측면에는 복수의 유로 형성막(216)이 엇갈리게 돌출형성되어 유로를 복수층으로 구획할 수 있다. 유로 형성막(216)은 수평 방향으로 돌출된 판형의 막으로서, 유동 가스 분배부(215) 내에서 유동 가스의 유로를 길게 형성하여, 유동 가스가 유동 가스 분배부(215)의 전체에 채워진 후에 유동 가스 분사부(211)에 공급되도록 할 수 있다. 그리하여, 유동 가스 분사부(211)의 양단에 균일한 압력과 유량으로 유동 가스를 공급할 수 있다. 유동 가스 분배부(215)의 하단부, 즉, 복수층으로 구획된 유로 중 최하층의 유로를 통해 유동 가스 분사부(211)에 유동 가스가 공급될 수 있으며, 유동 가스 분사부(211)도 유동 가스 분배부(215)의 최하층의 유로에 연결되어야 함은 물론이다.
한편, 유동 가스 분배부(215)에서 균일한 압력과 유량으로 유동가스를 유동 가스 분사부(211)에 공급한다고 하더라도, 유동 가스 분사부(211)의 양단과 중앙 부분에서 유동 가스의 분사가 균일하게 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 유동 가스 분사부(211)의 양단에서 중간으로 갈수록 점진적으로 유동 가스 분사구(212)의 직경을 증가시키거나, 유동 가스 분사부(211)의 양단에서 중간으로 갈수록 점진적으로 유동 가스 분사구(212)가 형성된 간격을 좁아지도록 형성할 수 있다. 그리하면, 유동 가스 분사부(211)의 전 부분에서 유동 가스가 더욱 균일한 압력과 유량으로 분사될 수 있게 된다.
증발 가스 배기부(220)는 복수의 유동 가스 분사부(211)[또는, 유동 가스 공급부(210)]의 상부에 설치될 수 있다. 증발 가스 배기부(220)는 디스플레이 기판(10) 상의 증발 가스를 외부로 배기하는 통로를 제공할 수 있다. 증발 가스 배기부(220)의 상단은 본체(110)에 상부면에 연통되어 외부의 배기 수단(미도시)에 연결될 수 있다.
증발 가스 배기부(220)의 상단에는 배기구(225)가 형성될 수 있고, 증발 가스 배기부(220)는 하부에서 상부로 갈수록 평단면적의 크기가 작아지는 형상을 가질 수 있다. 도 2 및 3에는 피라미드 형상의 증발 가스 배기부(220)가 도시되어 있는데 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 하부에서 상부로 갈수록 평단면적의 크기가 작아지는 형상을 가짐에 따라 증발 가스가 배기구(225)로 유도되어 원활하게 배기가 될 수 있는 목적의 범위 내에서라면, 그 형상에 있어서 제한은 없다.
증발 가스 배기부(220)에서 배기구(225)를 통해 배기압을 형성하기 때문에 기판(10) 상의 증발 가스는 증발 가스 배기부(220)에 흡입될 수 있다. 증발 가스는 일정 간격을 이루며 배치된 유동 가스 분사부(211) 사이의 공간을 통과하여 증발 가스 배기부(220)에 흡입되어 외부로 배기될 수 있다.
한편, 본 발명의 가스 공급 및 배기 장치(200)는 디스플레이 기판(10)이 상사점에 위치할 때, 디스플레이 기판(10)의 측면에 유동 가스를 분사하는 보조 유동 가스 분사부(230)를 더 포함할 수 있다. 보조 유동 가스 분사부(230)는 디스플레이 기판(10)의 일변과 평행하며 이격되게 설치될 수 있다.
보조 유동 가스 분사부(230)도 유동 가스 분사부(211)와 마찬가지로, 유동 가스를 분사하는 적어도 하나의 보조 유동 가스 분사구(235)가 외면에 형성될 수 있다. 보조 유동 가스 분사구(235)는 홀 형태 또는 노즐의 형태를 가져도 무방하다. 또한, 기판(10)에 분사될 수 있도록, 보조 유동 가스 분사구(235)는 기판(10)의 측면을 향해, 즉, 보조 유동 가스 분사구(235)의 측면 방향을 향해 수평하게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 측면 방향을 향해 소정의 각도를 이루며 형성될 수도 있다.
보조 유동 가스 분사부(230)에서 분사하는 유동 가스는 증발 가스를 유동시키는 것뿐만 아니라, 증발 가스가 증발 가스 배기부(220)로만 배기되고, 챔버(Tc, Bc) 내의 다른 영역으로 퍼지는 것을 방지하는, 에어커튼(Air Curtain) 또는 에어월(Air Wall)과 같은 역할도 한다. 그리하여, 열처리 장치(100) 내의 다른 구성 요소가 증발 가스로부터 오염되는 것을 방지하는 이점이 있다.
다시 도 4를 참조하면, 보조 유동 가스 분사부(230)는 디스플레이 기판(10)의 각변과 대응되도록 제1 분사부(231), 제2 분사부(232), 제3 분사부(233), 제4 분사부(234)로 이루어지는 사각 링형 파이프 형상을 가질 수 있다. 그리고, 사각 링형 파이프 형상의 각 모서리에 형성된 보조 유동 가스 공급관(237)를 통해 외부의 유동 가스 공급장치(미도시)로부터 유동 가스를 전달 받아 보조 유동 가스 분사부(230)에 공급할 수 있다.
따라서, 제1 내지 제4 분사부(231-234)가 기판(10)을 둘러싸는 형상으로 형성되고, 기판(10)을 향해 수평방향으로 보조 유동 가스 분사구(235)가 형성되어 있으므로, 기판(10)의 사방에서 균일하게 유동 가스를 분사하여 기판(10)의 전면적에 유동 가스를 균일하게 공급할 수 있을뿐만 아니라, 기판(10) 상의 증발 가스가 사이드로 새지 않고, 증발 가스 배기부(220)를 통해 배기되도록 가이드할 수 있다.
한편, 유동 가스 분사부(211)의 사이 공간에는 유동 가스 분사부(211)와 평행하게 배치되는 복수의 히터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 히터는 유동 가스 분사부(211)와 유사하게 봉 형상을 가질 수 있다. 증발 가스가 통과하여 증발 가스 배기부(220)로 흡입될 수 있도록, 히터는 유동 가스 분사부(211)의 사이의 공간을 다 막지는 않는 크기를 가지는 것이 바람직하다.
히터가 유동 가스 분사부(211)의 사이 공간에 배치되면, 히터 유닛(240) 중 본체의 상부 내측에 배치되는 히터 유닛(240)의 배치를 생략할 수도 있다. 히터는 기판(10)과 보다 가까이 배치되어 열 전달을 보다 효율적으로 할 수 있으며, 동시에 기판(10)의 전면적에 균일하게 열 전달을 할 수 있는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치(200) 내에서 증발 가스의 이동을 나타내는 개략도, 도 6은 종래의 가스 공급 및 배기 장치 내에서 증발 가스의 이동을 나타내는 개략도이다.
우선, 도 6을 참조하면, 종래의 열처리 장치는 잉크가 적하된 기판(10)을 열처리하여 잉크 내의 솔벤트(s; 또는 증발 가스)를 증발시킴에 있어서, 단순히 기판(10)의 하부에서 히터(12)를 통해 열처리를 수행하고, 상부의 배기부(22)를 통한 배기하는 방식을 사용하였다. 따라서, 히터(12)의 열에만 의존하여 솔벤트(s)가 증발하며, 솔벤트(s)가 유동되는 요인이 없으므로 증발 속도가 느린 문제점이 있었다. 또한, 대면적의 기판에서 기판의 모서리 부분과 중앙 부분에서 온도 차이에 따라 솔벤트가 증발되는 정도도 상이하여, RGB 컬러 필터의 색 품질에 악영향을 미치는 문제점이 있었다. 또한, 솔벤트(s)가 배기부(22)를 통해서 배기되는 것만이 아니고, 사이드로 새어나가 본체 내벽을 오염시키거나, 챔버 내의 다른 구성요소를 오염시키는 문제점도 있었다.
반면에, 도 5를 참조하면, 본 발명의 가스 공급 및 배기 장치(200)는, 기판(10) 하부의 히터 유닛(120)과 상부 챔버 영역(Tc)을 둘러싸는 히터 유닛(240)에 의해 열처리가 수행되므로, 열의 공급 속도가 빠른 이점이 있다. 그리고, 복수의 유동 가스 분사부(210)로부터 하부로 공급되는 유동 가스(g1)에 의해서 증발 가스(s)가 유동되어, 증발되는 움직임이 가속화됨과 동시에, 기판(10)의 전면적에 걸쳐서 증발 가스(s)의 증발이 균일하게 수행될 수 있게 된다. 그리고, 증발 가스 배기부(220)에서 배기압을 형성하여 증발 가스(s)를 흡입하는 힘을 작용하고, 유동 가스 분사부(210)가 배치된 사이 공간을 증발 가스(s)가 통과(s->s')하여 증발 가스 배기부(220)를 통해 배기될 수 있게 된다.
한편, 보조 유동 가스 분사부(230)로부터 기판(10)의 측면에 유동 가스(g2)를 더 분사하므로, 증발 가스(s)가 유동되어 증발되는 움직임이 더욱 가속화될 수 있고, 증발 가스(s)가 증발 가스 배기부(220)로만 배기되고, 챔버(Tc, Bc) 내의 다른 영역으로 퍼지는 것을 방지될 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치(200')의 구성을 나타내는 정측단면도, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치(200')의 구성을 나타내는 좌측단면도, 도 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치의 구성을 나타내는 저면도이다. 이하에서는, 도 3 내지 도 5를 통해 설명한 실시예와 차이점이 있는 부분에 대해서만 설명하고, 공통된 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치는 복수의 유동 가스 분사부(211), 증발 가스 배기부(220) 및 보조 유동 가스 분사부(230)를 포함한다.
유동 가스 분사부(211)의 하측 방향으로는 적어도 하나의 유동 가스 분사관(213)이 연장 형성될 수 있다. 유동 가스 분사관(213)의 일단(상단)은 유동 가스 분사구(212)에 연결되고, 타단(하단)은 유동 가스 분사부(211)의 하측 방향을 향해 연장 형성될 수 있다. 유동 가스 분사관(213)의 개수는 유동 가스 분사구(212)의 개수와 동일해야 함은 물론이다.
도 8에서 복수의 히터(241)는 유동 가스 분사부(211)와 수직하게 배치된 실시예가 도시되어 있으나, 유동 가스 분사부(211)와 평행하게 배치될 수도 있다. 히터(241)는 유동 가스 분사부(211)와 유사하게 봉 형상을 가질 수 있다.
히터(241)가 유동 가스 분사부(211)에 수직하게 배치될 때, 히터(241)는 유동 가스 분사관(213)과 이에 이웃하는 유동 가스 분사관(213) 사이 공간에 배치될 수 있다. 히터(241)가 유동 가스 분사부(211)에 평행하게 배치될 때, 히터(241)는 유동 가스 분사부(211)와 이에 이웃하는 유동 가스 분사부(211) 사이에 배치될 수 있다.
유동 가스 분사부(211)의 하부에는 히터 지지부(227)가 배치될 수 있다. 도 7 및 도 8에는, 히터 지지부(227)와 증발 가스 배기부(220)가 일체로 형성되어 케이스를 구성함에 따라, 그 내부에 유동 가스 분사부(211), 유동 가스 분사관(213)을 포함하는 것이 도시되어 있으나, 히터 지지부(227)는 본체(110)의 내측벽에 연결된 형태로, 유동 가스 분사부(211)의 하부에 독립적으로 배치될 수 있다.
히터 지지부(227)는 히터(241)를 수용할 수 있다. 히터(241)가 안정적으로 수용될 수 있도록, 히터 지지부(227)에는 수용 홈(미도시)이 형성되고, 수용 홈에 히터(241)를 삽입하는 것이 바람직하다.
히터 지지부(227)가 유동 가스 분사부(211)의 하부에 배치됨에 따라 유동 가스 분사부(211)로부터 분사되는 유동 가스(g1)를 막는 문제를 방지하기 위해, 유동 가스 분사관(213)의 타단은 히터 지지부(227)를 관통하여 히터 지지부(227)의 하부로 유동 가스(g1)를 분사할 수 있다.
그리고, 히터 지지부(227)가 유동 가스 분사부(211)의 하부에 배치됨에 따라 기판(10)에서 증발되는 증발 가스(s)가 증발 가스 배기부(220)로 이동하는 것을 막는 문제를 방지하기 위해, 히터 지지부(227)에는 적어도 하나의 배기 슬릿(228)이 형성될 수 있다. 증발 가스(s)의 보다 원활한 배기를 위해, 히터 지지부(227)에서 히터(241)가 점유하는 부분과 유동 가스 분사관(213)이 점유하는 부분을 제외한 최대한의 공간을 연통하여 배기 슬릿(228)을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 공급 및 배기 장치(200')는, 히터 지지부(227)에 히터(241)가 배치되어, 기판(10) 상부의 보다 가까운 위치에서 기판(10)을 가열할 수 있으므로, 열 전달을 효율적으로 할 수 있으며, 기판(10)의 전면적에 균일하게 열 전달을 할 수 있는 이점이 있다. 그리고, 유동 가스 분사관(213)으로부터 하부로 공급되는 유동 가스(g1)에 의해서 증발 가스(s)가 유동되어, 증발되는 움직임이 가속화됨과 동시에, 기판(10)의 전면적에 걸쳐서 증발 가스(s)의 증발이 균일하게 수행될 수 있게 된다. 그리고, 증발 가스 배기부(220)에서 배기압을 형성하여 증발 가스(s)를 흡입하는 힘을 작용하고, 히터 지지부(227)에 형성된 배기 슬릿(228)을 증발 가스(s)가 통과(s->s')하여 증발 가스 배기부(220)를 통해 배기될 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 열처리 시스템은 복수의 열처리 장치(100: 100a-100d)를 구비하여, RGB 열처리 공정을 하나의 시스템 내에서 수행할 수 있고, 이로 인해 장치 원가, 공정 시간이 감축되는 효과가 있다. 그리고, 본 발명의 가스 공급 및 배기 장치(200, 200')는 기판의 전면적에 걸쳐 균일하게 솔벤트를 증발시켜, 색 품질을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
1: 열처리 시스템
2: 기판 반입부
3: 기판 이송부
5: 기판 이송 로봇
10: 기판
100, 100a-100d: 열처리 장치
110: 본체
115: 도어
120, 240: 히터 유닛
130: 승강 유닛
140: 지지핀
150: 챔버 배기부
200, 200': 가스 공급 및 배기 장치
210: 유동 가스 공급부
211: 유동 가스 분사부
212: 유동 가스 분사구
213: 유동 가스 분사관
215: 유동 가스 분배부
216: 유로 형성막
219: 유동 가스 공급관
220: 증발 가스 배기부
225: 배기구
227: 히터 지지부
228: 배기 슬릿
230: 보조 유동 가스 분사부
231-234: 제1-4 분사부
235: 보조 유동 가스 분사구
241: 히터
g1, g2: 유동 가스
s, s': 증발 가스, 솔벤트
Tc: 상부 챔버 영역
Bc: 하부 챔버 영역

Claims (23)

  1. 디스플레이 기판의 RGB 열처리 공정에 사용되는 가스 공급 및 배기 장치로서,
    유동 가스를 분사하는 적어도 하나의 유동 가스 분사구가 외면에 형성되고, 상호간에 일정 간격을 이루며 배치되는 복수의 유동 가스 분사부;
    상기 복수의 유동 가스 분사부의 상부에 설치되고, 상기 디스플레이 기판 상의 증발 가스를 외부로 배기하는 통로를 제공하는 증발 가스 배기부; 및
    상기 디스플레이 기판의 일변과 평행하며 이격되게 설치되고, 유동 가스를 분사하는 적어도 하나의 보조 유동 가스 분사구가 외면에 형성되어, 상기 디스플레이 기판의 측면에 유동 가스를 분사하는 보조 유동 가스 분사부
    를 포함하며,
    상기 유동 가스 분사부에서 상기 유동 가스가 하부로 분사되고, 상기 유동 가스는 상기 디스플레이 기판 상에 분사되어 상기 디스플레이 기판 상의 증발 가스를 유동시키고,
    상기 증발 가스 배기부에서 배기압을 형성하여, 상기 증발 가스를 흡입하며,
    상기 증발 가스는 일정 간격을 이루며 배치되는 상기 유동 가스 분사부의 사이 공간을 통과하여 상기 증발 가스 배기부로 배기되고,
    상기 보조 유동 가스 분사부는 상기 디스플레이 기판의 각변과 대응되도록 제 1 분사부, 제 2 분사부, 제 3 분사부, 제 4 분사부로 이루어지는 사각 링형 파이프 형상을 가지고, 각 모서리에 형성된 보조 유동 가스 공급관으로부터 유동 가스를 전달받아 상기 보조 유동 가스 분사부에 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 유동 가스 분사부의 양단은 유동 가스 분배부에 연통되고,
    상기 유동 가스 분배부의 일측에 연통된 유동 가스 공급관으로부터 유동 가스를 전달받아 상기 복수의 유동 가스 분사부에 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유동 가스 분배부의 양 내측면에 복수의 유로 형성막이 엇갈리게 돌출형성되어 유로를 복수층으로 구획하며, 최하층의 유로를 통해 상기 복수의 유동 가스 분사부에 상기 유동 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유동 가스 분사구는 상기 유동 가스 분사부의 하측 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 증발 가스 배기부는 하부에서 상부로 갈수록 평단면적의 크기가 작아지는 형상을 가지고, 상기 증발 가스 배기부의 상단에 배기구가 형성된 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유동 가스 분사부의 양단에서 중간으로 갈수록 점진적으로 상기 유동 가스 분사구의 직경이 증가하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유동 가스 분사부의 양단에서 중간으로 갈수록 점진적으로 상기 유동 가스 분사구 간의 간격이 좁아지는 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 유동 가스 공급관은,
    상기 유동 가스 분배부로 공급되는 상기 유동 가스의 압력을 조절할 수 있도록 상기 유동 가스 공급관의 일측에 형성되는 유량 조절 밸브; 및
    상기 유량 조절 밸브의 열림량을 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    일정 간격을 이루며 배치되는 유동 가스 분사부의 사이 공간에, 상기 유동 가스 분사부와 평행하게 배치되는 복수의 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 유동 가스 분사구에 일단이 연결되고, 타단은 유동 가스 분사부의 하측 방향을 향하도록 연장 형성된 유동 가스 분사관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 유동 가스 분사부와 수직하게 배치되고,
    상기 유동 가스 분사관과 이에 이웃하는 유동 가스 분사관 사이 공간에 배치되는 복수의 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 유동 가스 분사부의 하부에는 상기 히터를 수용하는 히터 지지부가 배치되고,
    상기 히터 지지부에는 적어도 하나의 배기 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 증발 가스는 상기 배기 슬릿을 통과하여 상기 증발 가스 배기부로 배기되는 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상지 히터 지지부와 상기 증발 가스 배기부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 히터 지지부에는 상기 유동 가스 분사관의 타단이 관통되는 것을 특징으로 하는 가스 공급 및 배기 장치.
  20. 디스플레이 기판의 RGB 열처리 공정을 수행하는 열처리 장치로서,
    상기 디스플레이 기판의 열처리 공간인 챔버를 포함하는 본체;
    상하운동하며 상기 기판을 지지하는 승강 유닛;
    상기 본체의 내측 상부 및 내측 하부에 배치되는 히터 유닛; 및
    제1항 내지 제5항, 제10항 내지 제19항 중 어느 한 항의 가스 공급 및 배기 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 본체의 하부에 상기 챔버 내의 가스를 배기하는 챔버 배기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  22. 디스플레이 기판의 RGB 열처리 공정을 수행하는 열처리 시스템으로서,
    외부로부터 상기 디스플레이 기판을 반입받는 기판 반입부;
    상기 디스플레이 기판을 이동하는 기판 이송부;
    상기 디스플레이 기판의 RGB 열처리를 수행하는 복수의 열처리 장치를 포함하며,
    상기 열처리 장치의 내부에는 제1항 내지 제5항, 제10항 내지 제19항 중 어느 한 항의 가스 공급 및 배기 장치가 배치된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    각각의 상기 열처리 장치에서 RGB 열처리를 수행하는 챔버의 온도와 압력은 상이한 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
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