KR20000067106A - 유리기판 에칭장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 유리기판 에칭장치는, 에천트가 채워진 에칭배스 내부의 컬러필터기판과 박막트랜지스터기판의 합착기판을 초음파 진동자의 초음파 진동을 이용하여 유리기판의 표면에 잔존하는 불순물을 제거하므로써 유리기판의 표면을 균일하게 한다.

Description

유리기판 에칭장치{AN APPARATUS FOR ETCHING A GLASS SUBSTRATE}

본 발명은 에칭장치에 관한 것으로, 특히 초음파 진동을 이용하여 유리기판을 균일하게 에칭할 수 있는 유리기판 에칭장치에 관한 것이다.

텔레비젼이나 퍼스널컴퓨터의 표시장치에 주로 사용되고 있는 CRT(cathod ray tube)는 대면적의 화면을 만들 수 있다는 장점이 있지만, 이러한 대면적의 화면을 만들기 위해서는 전자총(electron gun)과 발광물질이 도포된 스크린과의 거리가 일정 이상을 유지해야만 하기 때문에 그 부피가 커지는 문제가 있었다. 따라서, CRT는 현재 활발하게 연구되고 있는 벽걸이용 텔레비젼 등에 적용할 수 없을 뿐만 아니라, 근래에 주목받고 있는 휴대용 텔레비젼이나 노트북 컴퓨터 등과 같이 저전력을 필요로 하며 소형화를 요구하는 전자제품에도 적용할 수가 없었다.

이러한 표시장치의 요구에 부응하여 LCD(Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel), ELD(Electroluminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)와 같은 평판표시장치가 연구되고 있지만, 그 중에서도 LCD가 여러가지의 단점에도 불구하고 화질이 우수하며 저전력을 사용한다는 점에서 근래에 가장 활발하게 연구되고 있다. 이러한 LCD를 채용한 휴대용 텔레비젼이나 노트북 컴퓨터가 현재 시중에 시판되고 있지만, 아직도 해결해야 할 문제가 여러가지 존재하는 실정이다. 특히, 휴대용 텔레비젼이나 노트북 컴퓨터 등은 사용자가 항상 휴대하고 다니기 때문에 크기나 중량을 줄이는 것이 LCD개발의 주요한 성공요건이 되고 있다.

LCD의 크기나 무게를 줄이기 위해서는 여러가지 방법이 적용될 수 있지만, 그 구조나 현재 기술상 LCD의 필수 구성요소를 줄이는 것은 한계가 있다. 더우기, 이러한 필수 구성요소는 중량이 작기 때문에 크기나 중량을 줄이는 것은 대단히 어려운 실정이다. 반면에 LCD의 가장 기본적인 구성요소인 유리기판은 기술이 진전되어 감에 따라 그 중량을 줄일 수 있는 여지가 남아 있다. 특히, 유리기판은 LCD를 구성하는 요소 중에서 가장 중량이 크기 때문에 그 중량을 줄이기 위한 연구가 계속되고 있다.

유리기판의 중량을 줄인다는 것은 기판의 두께를 얇게 한다는 것을 의미한다. 그러나, 유리의 두께가 얇아지면, 유리가 파손되기 쉽고, 또한 유리의 가공과정에서 유리표면이 매끈하게 되지 않으면 LCD의 화질에 중대한 결함을 일으킨다는 점에서 대단히 어렵고 중요한 일이다.

유리기판의 두께, 즉 중량을 줄이기 위해서 현재 가장 많이 사용되는 방법이 유리기판을 에천트(etchant)가 채워진 용기에 담가 이 에천트에 의해 유리기판의 표면을 에칭(etching)하는 방법이다. 그러나, 이러한 방법에서는 기판 자체의 불완전성에 의해 기판이 균일하게 에칭되지 않고, 더우기 에칭과정에서 생성되는 불순물이 기판에 달라 붙게 되어 기판의 표면이 울퉁불퉁하게 되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 에천트에 기판을 세워서 배열한 후 기포, 특히 질소기포를 공급하여 에칭과정에서 생성된 불순물을 기판표면에서 제거하는 방법이 제안되고 있다.

도 1은 종래 질소기포에 의해 유리기판을 에칭하는 유리기판 에칭장치의 단면도로서, 도면에서, 에천트(121)가 채워진 에칭배스(111)의 내부에는 일정한 공간을 두고 테플론 카세트(teflon cassette)(117)가 형성되어 있다. 에천트(121)의 높이는 에칭배스(111)의 높이 보다 낮게 형성되어 에천트가 밖으로 흘러 나가지 못하게 한다. 테플론 카세트(117) 안에는 컬러필터기판과 박막트랜지스터기판의 합착기판(119)이 설치대(도시하지 않음)에 의해 고정된다. 테플론 카세트(117)의 하부에는 질소기포발생판(113)이 형성되어 복수의 질소기포발생튜브(115)를 통하여 질소기포(123)를 공급한다. 공급된 질소기포(123)는 합착기판(119)의 표면을 타고 상승하여 식각과정에서 발생된 기판표면의 불순물을 제거한다. 상기한 과정에서 합착기판(119)의 에칭정도는 에천트(121)와 합착기판(119) 사이에 발생하는 발열반응에 의한 온도에 의해 결정된다.

하지만, 이 방법에서도 질소기포(123)가 올라가는 동안 기판(119)의 윗부분과 아랫부분 사이의 두께를 불균일하게 하기 때문에 기판(119)의 두께를 아주 얇게 에칭하는 경우, 두께의 분균일에 의해 LCD제작과정에서 기판에 힘이 가해지면 기판이 금이 가며, 심지어는 기판 자체가 파손되는 원인이 된다. 더욱, 오랜 시간(수십분)동안 기판을 에천트에 노출시켜야 하기 때문에 제조비용이 상승하고, 식각 후 발생하는 슬러지(sludge)는 질소기포발생판(113)의 기포발생구멍을 부분적으로 막히게 하여 대량 불량이 발생하는 문제도 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 유리기판의 표면을 얇고 균일하게 에칭할 수 있는 유리기판 에칭장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유리기판 에칭장치는 에천트가 채워진 에칭배스와, 에칭배스 안에서 그 내부에 컬러필터기판과 박막트랜지스터기판의 합착기판을 보유하는 테플론 카세트와, 상기한 에칭배스의 외부에 부착되어 초음파를 발생시키는 초음파 진동자로 구성된다.

본 발명에 따르면 식각공정 전에 유리기판에 부착된 불순물을 별도의 공정을 거치지 않고 에칭공정 중에 제거할 수 있고, 컬러필터기판과 박막트랜지스터기판의 합착 후 유리기판 에칭시, 초음파 진동자에서 발생하는 초음파에 의해 에칭과정에서 발생하는 유리기판 표면의 불순물을 제거하여 유리기판의 표면을 균일하게 한다.

도 1은 종래 유리기판 에칭장치의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 유리기판 에칭장치의 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

111, 211: 에칭배스 121, 221 : 에천트

117, 217 : 테플론 카세트 119, 219 : 합착기판

223 : 초음파진동자

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유리기판 에칭장치를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 유리기판 에칭장치의 단면도로서, 도면에 나타내듯이, 본 발명에 따른 에칭장치는 에천트(221)가 채워진 에칭배스(211)와, 상기한 에칭배스(211) 안에서 그 내부에 컬러필터기판과 박막트랜지스터기판의 합착기판(219)을 보유하는 테플론 카세트(217)와, 상기한 에칭배스(211)의 외부에 부착되고, 초음파를 발생시켜 초음파의 진동에 의해 합착기판(219) 표면의 불순물을 제거하는 초음파 진동자(223)로 구성된다.

에천트(221)의 높이는 에칭배스(211)의 높이 보다 낮게 형성되어 에천트(221)가 밖으로 흘러 나가지 못하며, 컬러필터기판과 박막트랜지스터기판의 합착기판(219)은 설치대(도시하지 않음)에 의해 일정한 간격을 두고 고정된다.

초음파 진동자(223)에서 발생된 초음파(도면의 점선화살표)는 합착기판(119)의 표면에 진동에 의한 충격을 가하여 식각과정에서 발생된 기판표면의 불순물을 기판 표면으로부터 제거한다.

이하, 본 발명의 유리기판 에칭장치를 이용한 에칭공정을 설명한다.

(실시예)

(1) 에칭배스 내에 에천트를 채운다.

(2) 합착된 유리기판이 채워진 테플론 카세트를 에천트에 완전히 잠기게 한다.

(3) 테플론 카세트를 에천트에 완전히 잠기게 한 후 30초 이내에 초음파 진동자를 진동시킨다.

(4) 가온효과에 의한 작업시간의 단축을 위해 에천트의 온도를 5∼10℃ 상승시키면서 에칭을 진행한다.

본 발명에서 이용되는 초음파는 알려져 있듯이, 어군 탐지, 깊이 측정, 세정, 초음파 가공, 및 의료분야 등등에서 널리 이용되는 것으로서, 본 발명에서는 식각공정 전에 기판에 잔존하는 불순물 또는 식각공정 중에 발생된 불순물을 기판 표면으로부터 분리시키기 위해 이용되고, 더욱 기판의 표면에 형성된 유기막을 제거하는데 매우 효과적이다.

종래 질소기포를 이용하여 불순물을 제거하는 방법은 기포에 의한 문제점 외에도, 질소기포가 유리기판의 표면을 직접 거쳐야 하므로 기포발생장치가 에칭배스 내부에 제공되어야 했다. 이것은 에천트의 선택이나 장치의 설계에도 많은 제약이 되었다.

반면에, 본 발명에 따르면 유리기판에 직접적으로 접촉하지 않고도 초음파의 진동을 통하여 불순물을 기판의 표면으로부터 분리시키므로써 장치의 간소화를 꾀할 수 있다.

본 발명은 특히 기판의 두께를 아주 얇게 에칭하는 경우에 보다 바람직하게 이용될 수 있다. 즉, 초음파 진동은 기계적으로 그 크기를 조절하기 쉬울 뿐만 아니라 장시간 사용하더라도 기판의 파손을 예방할 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 유리기판 에칭장치는 초음파의 진동을 통하여 식각과정에서 발생하는 불순물을 제거하므로써, 두께가 얇고 표면이 평탄한 기판을 제작할 수 있게 한다.

또한, 식각공정 이전에 유리기판의 표면에 부착된 이물질을 제거하기 위한 별도의 공정을 필요로 하지 않아 공정수를 단축시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 에천트가 채워진 에칭배스와,

   에칭배스 안에서 그 내부에 유리기판을 보유하는 테플론 카세트와,

   상기한 에칭배스의 외부에 형성되고 초음파를 발생시키는 초음파 진동자로 구성된 유리기판 에칭장치.