KR20010085439A - 진공 건조 장치 및 진공 건조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피건조체의 건조 시간의 단축이 가능하며, 또한 건조 후의 피건조체의 표면 상태가 매우 양호한 진공 건조 장치와 진공 건조 방법을 제공한다.
진공 챔버의 배기구에 흡인관을 통하여 진공 펌프를 접속하고, 이 진공 펌프를 구동하기 위한 교류 모터의 입력측에 주파수 변환기를 설치하여 진공 건조 장치로 하고, 상기 진공 건조 장치의 진공 챔버 내의 도포액을 도포한 기판을 놓고, 도포액의 용매의 증발 속도가 급격히 높아지는 진공도보다도 약간 낮은 진공도가 될 때까지 진공 챔버 내의 기체를 고속으로 배기하고, 그 후, 진공 챔버 내의 기체를 저속으로 배기하여 도포액의 용매를 서서히 증발시키고, 도포액의 용매가 증발한 후에 진공 챔버 내를 대기압으로 되돌린다.

Description

진공 건조 장치 및 진공 건조 방법{VACUUM DRYING APPARATUS AND VACUUM DRYING METHOD}
본 발명은 진공 건조 장치 및 진공 건조 방법에 관한 것이며, 특히 건조에 필요한 시간의 단축이 가능하며, 또한 피건조체의 건조면이 양호한 진공 건조 장치와 진공 건조 방법에 관한 것이다.
예를 들면, LCD용 컬러 필터에서는 유리 기판에 레지스트액 등의 도포액을 도포하여 건조하고, 포토리소그래피(photolithograpy) 등에 의해 원하는 패턴의 형성이 행해진다. 도포액의 도포 방식으로서는 예를 들면, 스핀 도포 방식, 나이프 도포 방식, 롤 도포 방식 및 비드 도포 방식 등 다양한 도포 방식이 이용되고 있다. 상기와 같은 어떠한 도포 방식으로 도포한 경우라도 패턴 형성 공정 전에 도포막의 건조 공정을 거칠 필요가 있다. 종래, 도포액이 도포된 유리 기판 등의 피건조체는 오븐이나 핫플레이트에서 가열 및 건조가 행해졌다.
상기의 가열에 의한 방법은 건조에 필요한 시간이 길어, 그 결과 전술한 바와 같은 LCD용 컬러 필터의 제조 공정에서는 유리 기판의 도포막의 건조 공정이 전체 공정의 속도 결정 단계로 되었다. 그래서, 최근 상기 건조 공정의 시간 단축을 가능하게 하는 것으로서 진공 건조 장치가 사용되고 있다. 이는 도포막이 형성된 유리 기판을 진공 상태에 놓고, 용제의 증발 속도를 비약적으로 높인 것이다.
그러나, 진공 건조 장치를 사용하는 것에 의해서도 건조 공정이 전체 공정의 속도 결정 단계인 점은 변하지 않아 건조 공정에서 더욱 시간을 단축하는 것이 중요한 과제로 되고 있다.
한편, LCD용 컬러 필터의 제조 공정에서는 단지 건조 시간의 단축이 필요할 뿐 아니라, 유리 기판 상의 건조된 도포막의 표면이 평활한 것이 요구되고, 단지 급격한 감압에 의한 건조를 행한 경우, 도포막의 표면에 요철 등이 발생하여 실용에 제공할 수 없게 된다.
본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 피건조체의 건조 시간의 단축이 가능하며, 또한 건조 후의 피건조체의 표면 상태가 매우 양호한 진공 건조 장치와 진공 건조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 진공 건조 장치의 제1 발명은 배기구를 형성한 진공 챔버와, 흡인관을 통하여 상기 진공 챔버의 배기구에 접속된 진공 펌프와 상기 진공 펌프를 구동하기 위한 교류 모터와, 상기 교류 모터의 입력측에 설치된 주파수 변환기를 구비하는 구성으로 하였다.
또, 상기 진공 건조 장치에 있어서, 진공 챔버 내의 진공도를 검출하고, 미리 설정한 진공도로 상기 주파수 변환기를 조정하여 상기 교류 모터에 입력되는 교류 주파수를 변경하는 제어 장치를 구비하는 구성으로 하였다.
진공 건조 장치의 제2 발명은 배기구를 형성한 진공 챔버와 개폐 밸브를 구비한 흡인관을 통하여 상기 진공 챔버의 배기구에 접속된 진공 펌프와 이 진공 펌프를 구동하기 위한 모터를 구비하는 구성으로 하였다.
또, 상기의 진공 건조 장치에 있어서, 진공 챔버 내의 진공도를 검출하고, 미리 설정한 진공도로 상기 개폐 밸브를 조정하여 상기 배기구로부터의 배기 속도를 변경하는 제어 장치를 구비하는 구성으로 하였다.
진공 건조 장치의 제3 발명은 배기구를 형성한 진공 챔버와, 개폐 밸브를 구비한 흡인관을 통하여 상기 진공 챔버의 배기구에 접속된 진공 펌프와, 상기 진공 펌프를 구동하기 위한 교류 모터와, 상기 교류 모터의 입력측에 설치된 주파수 변환기를 구비하는 구성으로 하였다.
또, 상기의 진공 건조 장치에 있어서, 진공 챔버 내의 진공도를 검출하고, 미리 설정한 진공도로 상기 주파수 변환기를 조정하여 상기 교류 모터에 입력되는 교류 주파수를 변경하거나 상기 개폐 밸브를 조정하여 상기 배기구로부터의 배기 속도를 변경하는 제어 장치를 구비하는 구성으로 하였다.
본 발명의 진공 건조 방법은 용제를 함유하는 도포액이 도포된 기판을 진공 챔버 내에 놓고, 상기 도포액 내의 용매를 감압하에서 증발시키는 진공 건조 방법으로서,
상기 진공 챔버 내의 압력을 상기 도포액 내의 증발 속도가 급격히 높아지는 압력보다 약간 높은 압력인 배기 속도 변경 압력까지 감압하는 진공 제거 공정과,
상기 배기 속도 변경 압력으로부터 용매의 증발이 완료되는 압력인 종점 압력까지 감압하는 용매 증발 공정과,
상기 종점 압력으로부터 대기압으로 압력을 되돌리는 대기압 공정을 가지고,
상기 공기 제거 공정에 있어서의 배기 속도를 상기 용매 증발 공정에 있어서의 배기 속도보다도 빠른 속도로 설정하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 진공 건조 장치의 일 실시 형태를 나타낸 개략 구성도.
도 2는 도 1에 나타낸 진공 건조 장치의 진공 챔버를 나타낸 개략 구성도.
도 3은 본 발명의 진공 건조 장치의 다른 실시 형태를 나타낸 개략 구성도.
도 4는 본 발명의 진공 건조 장치의 다른 실시 형태를 나타낸 개략 구성도.
도 5는 본 발명의 진공 건조 방법에 있어서의 진공 챔버 내의 배기 개시로부터의 시간과 진공도의 관계를 나타낸 도면.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
21,31,41:진공 건조 장치, 1:진공 챔버, 2:매니폴드, 3:진공계, 4,4':진공 펌프, 5:주파수 변환기, 6:흡인관, 7:자동 개폐 밸브, 9.9',9":제어 장치, 11A:저판, 11B:덮개, 15:하판, 16:지지 핀, S:기판(피건조체)
본 발명의 진공 건조 방법에 있어서는, 상기 공기 제거 공정에 있어서의 배기 속도를 상기 용매 증발 공정에 있어서의 배기 속도보다도 빠른 속도로 설정하는 것이기 때문에, 도포액 내의 용매의 증발에 영향을 미치지 않는 공기 제거 공정에 있어서의 배기 속도를 매우 빠르게 하고, 또한 도포면의 평활화에 큰 영향을 미치는 용매 증발 공정의 배기 속도를 평활화에 필요한 속도로 함으로써, 전체적으로 진공 건조의 고속화를 도모하는 동시에 도포면의 평활화를 도모하는 것이 가능해진다.
다음에, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명을 행한다.
진공 건조 장치의 제1 발명
도 1은 본 발명의 진공 건조 장치의 일 실시 형태를 나타낸 개략 구성도이다. 도 1에 있어서, 본 발명의 진공 건조 장치(21)는 진공 챔버(1)와, 흡인관(6)을 통하여 진공 챔버(1)의 배기구에 접속된 진공 펌프(4)와, 상기 흡인관(6)에 설치된 매니폴드(manifold)(2), 이 매니폴드(2)에 배관을 통하여 접속된 진공계(3), 진공 펌프(4)의 교류 모터의 입력측에 전기적으로 접속된 주파수 변환기(5)와, 상기의 진공계(3)와 진공 펌프(4)와 주파수 변환기(5)에 전기적으로 접속된 제어 장치(9)를 구비하고 있다.
진공 챔버(1)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 저부(11A)와 덮개(11B)가 O 링(12)을 통하여 기밀 상태로 연결되고, 저부(11A)에는 복수의 배기구(13)가 형성되어 있다. 저부(11A) 상에는 받침대(14)를 통하여 하판(下板)이 설치되고, 이 하판(15) 상에는 복수의 지지 핀(16)이 고정되어 있다.
진공 챔버(1)의 저부(11A)에 형성되어 있는 배기구(13)는 흡인관(6)을 통하여 진공 펌프(4)에 접속되고, 이 배기구(13)로부터 진공 챔버(1) 내의 기체가 외부로 배출되어 진공 챔버(1) 내를 소정의 진공 상태로 할 수 있다. 상기 배기구(13)는 진공 챔버(1) 내에서 기체를 균등하게 배기할 수 있는 위치에 형성되면 되고,개수, 위치 등에는 특별히 제한은 없다.
진공 건조 장치(1)를 구성하는 하판(15)은 알루미늄, SUS, 철, 구리, 수지 등의 재료에 의해 형성된 것을 사용할 수 있고, 하판(15)의 면적은 진공 챔버(1)의 저부 면적의 70∼99% 범위로 하는 것이 바람직하다. 또, 하판(15)의 주변부와 진공 챔버(1)의 덮개(11B)의 측벽부의 거리는 가능한 균일하게 하는 것이 바람직하고, 그 거리는 0.5㎝ 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 그리고, 하판(15)은 받침대(14)에 의해 상하로 움직일 수 있게 되어도 되고, 이 경우, 하판(15)의 높이 h1을 조정할 수 있는 범위는 예를 들면 2∼50㎜ 정도로 할 수 있다.
하판(15) 상에 형성된 지지 핀(16)은 피건조체인 도포액을 도포한 기판(S)을 하판(15) 표면으로부터 원하는 거리로 띄워 유지하기 위한 것이며, 원추 형상, 원주 형상, 각주 형상 등 임의의 형상인 것으로 할 수 있다. 상기 지지 핀(16)의 형성 개수, 형성 위치는 특별히 제한은 없고, 지지 핀(16)의 높이 h2는 0.5∼10㎜ 정도의 범위에서 설정할 수 있다. 지지 핀(16)은 기판(S)에 상처를 입히지 않는 재료를 선정하여 형성된 것을 사용할 수 있고, 하판(15)의 표면에 고정하여 배치할 수 있다.
상기와 같은 지지 핀(1)은 지지 핀(16) 상에 기판(S)을 올려놓았을 때의 기판(S)과 진공 챔버(1)의 덮개(11B) 내측의 거리 h3가 1∼10㎜의 범위로 되는 것이 바람직하다. 상기 거리 h3는 예를 들면, 전술한 바와 같은 받침대(14)에 의한 조정, 지지 핀(16)의 높이 변경에 의한 조정으로 행할 수 있다.
진공 건조 장치(21)를 구성하는 매니폴드(2)와 이 매니폴드(2)에 배관을 통하여 접속된 진공계(3)는 상기의 진공 챔버(1) 내의 진공도를 검출하여 제어 장치(9)에 검출 신호를 보내는 것이며, 종래에 공지된 것을 사용할 수 있다.
진공 건조 장치(21)를 구성하는 진공 펌프(4)는 교류 모터에 의해 구동되는 것이며, 이 교류 모터의 입력측에 전기적으로 접속된 주파수 변환기(5)를 조정함으로써, 교류 모터에 입력되는 교류 주파수를 변경하여 진공 펌프(4)의 흡인 능력을 제어할 수 있다. 상기와 같은 진공 펌프(4) 및 주파수 변환기(5)는 종래에 공지된 것을 사용할 수 있다.
진공 건조 장치의 제2 발명
도 3은 본 발명의 진공 건조 장치의 다른 실시 형태를 나타낸 개략 구성도이다. 도 3에 있어서, 본 발명의 진공 건조 장치(31)는 진공 챔버(1)와, 흡인관(6)을 통하여 진공 챔버(1)의 배기구에 접속된 진공 펌프(4')와, 상기 흡인관(6)에 설치된 매니폴드(2), 자동 개폐 밸브(7), 수동 개폐 밸브(8), 상기의 매니폴드에 배관을 통하여 접속된 진공계(3), 상기의 진공계(3)와 진공 펌프(4')와 자동 개폐 밸브(7)에 전기적으로 접속된 제어 장치(9')를 구비하고 있다.
상기와 같은 진공 건조 장치(31)를 구성하는 진공 챔버(1), 매니폴드(2), 진공계(3)는 전술한 진공 건조 장치(21)를 구성하는 진공 챔버(1), 매니폴드(2), 진공계(3)와 동일하며, 여기서의 설명은 생략한다.
진공 건조 장치(31)를 구성하는 진공 펌프(4')는 교류 모터 구동, 직류 모터 구동 중 어느 것이라도 되고, 종래에 공지된 것을 사용할 수 있다.
진공 건조 장치(31)를 구성하는 자동 개폐 밸브(7)는 진공계(3)로부터의 진공도 검출 신호를 받은 제어 장치(9')에 의해 제어되고, 개폐 정도를 조정함으로써 진공 챔버(1)의 배기구(13)로부터의 배기 속도를 변경하기 위한 것이다. 상기와 같은 자동 개폐 밸브(7)는 특별히 제한되는 것은 아니며, 종래에 공지된 것을 사용할 수 있다. 그리고, 도시한 예에서는 수동으로도 진공 챔버(1)의 배기구(13)로부터의 배기 속도를 변경할 수 있도록 수동 개폐 밸브(8)가 설치되어 있다. 상기 수동 개폐 밸브(8)도 특별히 한정된 것은 아니며, 종래에 공지된 것을 사용할 수 있다.
진공 건조 장치의 제3 발명
도 4는 본 발명의 진공 건조 장치의 다른 실시 형태를 나타낸 개략 구성도이다. 도 4에 있어서, 본 발명의 진공 건조 장치(41)는 진공 챔버(1)와, 흡인관(6)을 통하여 진공 챔버(1)의 배기구에 접속된 진공 펌프(4)와, 상기 흡인관(6)에 설치된 매니폴드(2), 자동 개폐 밸브(7), 수동 개폐 밸브(8), 상기의 매니폴드(2)에 배관을 통하여 접속된 진공계(3), 진공 펌프(4)의 교류 모터의 입력측에 전기적으로 접속된 주파수 변환기(5)와, 상기의 진공계(3)와 진공 펌프(4)와 주파수 변환기(5)와 자동 개폐 밸브(7)에 전기적으로 접속된 제어 장치(9")를 구비하고 있다.
상기와 같은 진공 건조 장치(41)를 구성하는 진공 챔버(1), 매니폴드(2), 진공계(3), 진공 펌프(4), 주파수 변환기(5)는 전술한 진공 건조 장치(21)를 구성하는 진공 챔버(1), 매니폴드(2), 진공계(3), 진공 펌프(4), 주파수 변환기(5)와 동일하며, 여기서의 설명은 생략한다. 또, 진공 건조 장치(41)를 구성하는 자동 개폐 밸브(7), 수동 개폐 밸브(8)는 전술한 진공 건조 장치(31)를 구성하는 자동 개폐 밸브(7), 수동 개폐 밸브(8)와 동일하며, 여기서의 설명은 생략한다.
진공 건조 장치(41)를 구성하는 제어 장치(9")는 진공계(3)로부터의 진공도 검출 신호를 받고, 미리 설정한 진공도에 도달한 시점에서 주파수 변환기(5)에 신호를 전송하여 진공 펌프(4)의 교류 모터에 입력되는 교류 주파수를 변경시키거나 자동 개폐 밸브(7)에 신호를 전송하여 개폐 정도를 변경시킴으로써, 진공 챔버(1)의 배기구(13)로부터의 배기 속도를 변경하기 위한 것이다.
본 발명의 진공 건조 방법
다음에, 본 발명의 진공 건조 방법의 바람직한 실시 형태를 도 1에 나타낸 본 발명의 진공 건조 장치(21)를 사용한 경우를 예로서 설명한다.
본 발명의 진공 건조 방법은 용매를 함유하는 도포액이 도포된 기판(S)을 진공 챔버(1) 내의 지지 핀(16) 상에 올려놓고, 진공 챔버(1) 내의 배기 속도를 2단계로 하여 진공 건조를 행하는 것이다. 즉, 제1 단계로서, 진공 챔버(1) 내의 압력을 상기 도포액 내의 용매의 증발 속도가 급격히 높아지는 압력보다 약간 높은 압력인 배기 속도 변경 압력까지 감압하는 공기 제거 공정을 행한다. 이 경우의 배기 속도는 고속으로 행한다. 다음에, 제2 단계로서, 상기 소정의 진공도에 도달한 것을 진공계(3)가 검출하여 진공 건조 장치(21)의 제어 장치(9)에 신호를 보내 면, 이 검출 신호를 받은 제어 장치(9)는 주파수 변환기(5)를 조정하여 진공 펌프(4)를 구동하기 위한 교류 모터에 입력되는 교류 주파수를 변경하고 교류 모터의 회전수를 감소시켜 진공 챔버(1) 내의 기체의 배기 속도를 느리게 한다. 이로써, 대략 일정한 진공도로 도포액의 용매가 서서히 증발한다. 이어서, 도포액의 용매의 증발이 완료되고, 대략 일정했던 진공도가 다시 변화하는 종점 압력을 맞이한 시점에서 곧바로 진공 챔버(1) 내를 대기압으로 되돌려 진공 건조가 종료된다.
도 5는 상기와 같은 본 발명의 진공 건조 방법에 있어서의 진공 챔버(1) 내의 배기 개시로부터의 시간과 진공도의 관계를 나타낸 도면이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 도포액의 용매의 증발 속도가 급격히 높아지는 압력보다 약간 높은 압력인 배기 속도 변경 압력 V1까지 진공 챔버(1) 내의 기체를 고속으로 배기한다. 이에 필요한 시간, 즉 공기 제거 공정에 필요한 시간을 t1으로 한다. 다음에, 진공 챔버(1) 내의 기체를 저속으로 배기하여 도포액의 용매를 서서히 증발시키고, 도포액의 증발을 완료한다(대략 일정했던 진공도가 다시 변화됨). 종점 압력 V2까지 배기를 행한다. 이에 필요한 시간, 즉 용매 증발 공정에 필요한 시간을 t2로 한다. 그 후, 진공 챔버(1) 내를 대기압으로 되돌리고(필요한 시간, 즉 대기압 공정에 필요한 시간을 t3로 함), 진공 챔버(1)로부터 기판(S)을 꺼내어 진공 건조를 완료한다. 상기 일련의 조작에 있어서, 공기 제거 공정에 있어서 필요한 시간인 t1을 단축할 수 있기 때문에, 건조의 고속화가 가능해진다. 또, 용매 증발 공정에 있어서의 저속 배기에 의해 도포면의 평활화를 도모할 수도 있다. 그 결과, 진공 건조에 필요한 시간 T=t1+t2+t3를 단축하는 동시에, 도포면의 평활화를 달성하는 것이 가능해진다.
이에 대하여, 도포면의 평활화가 가능한 범위의 저속 배기에 의해 진공 건조를 행한 경우, 즉 공기 제거 공정에 있어서의 배기 속도와 용매 증발 공정에 있어서의 배기 속도를 동일한 배기 속도로 한 경우는 도 5에 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 공기 제거 공정에 필요한 시간 t1이 증가하는 것으로부터 진공 건조에 필요한 시간 T'=t'1+t'2+t3가 전술한 본 발명의 예인 실선인 것과 비교하여 증가하게 된다.
본 발명은 전술한 바와 같이, 미리 배기 속도 변경 압력을 정하고, 이 배기 속도 변경 압력까지의 공기 제거 공정을 고속으로 배기하고, 이 배기 속도 변경 압력으로 된 후의 용매 증발 공정을 보다 낮은 배기 속도에서 서서히 배기를 행하도록 한 점에 특징을 갖는 것이다. 여기서, 상기 배기 속도 변경 압력은 도포액 내의 용매의 증발 속도가 급격히 높아지는 압력보다 약간 높은 압력이지만, 이 압력은 미리 실험에 의해 증발 속도가 급격히 높아지는 압력을 측정하고, 이 압력보다 약간 높은 압력, 구체적으로는 0Pa∼133Pa 정도 높은 압력으로 설정하도록 해도 된다.
또, 상기 배기 속도 변경 압력을 도포액 내의 용매의 증기압 이상으로 설정하도록 해도 된다. 이 경우도, 용매의 증발 압력보다 0Pa∼133Pa 정도 높은 압력으로 통상 설정된다.
전술한 용매 증발 공정은 용매의 증발이 완료되는 압력인 종점 압력까지 행해지나, 상기 종점 압력은 육안이나 미리 실험을 행하여 결정해도 되지만, 상기 용매 증발 공정에 있어서 일정한 배기 속도로 감압을 행한 경우에, 압력의 감소 속도가 급격히 상승하기 시작하는 압력으로 설정하는 것이 바람직하다. 상기 압력의감소 속도가 급격히 상승하기 시작하는 압력은 예를 들면 도 5에 있어서는 진공도가 급격히 솟아오르는 압력 V2로 나타내고 있다. 상기와 같이, 압력의 감소 속도가 급격히 상승하는 것은 도포액 내의 용매가 전부 증발된 것을 나타낸 것이라고 생각된다.
전술한 본 발명의 진공 건조 방법의 실시 형태에서는 도 1에 나타낸 진공 건조 장치(21)를 사용한 경우를 예로 하고 있으나, 도 3에 나타낸 진공 건조 장치(31), 도 4에 나타낸 진공 건조 장치(41)를 사용한 경우도 동일하게 하여 진공 건조가 행해진다.
즉, 도 3에 나타낸 진공 건조 장치(31)를 사용한 경우, 제1 단계인 공기 제거 공정에 있어서의 고속 배기에 의해 진공 챔버(1) 내의 진공도가 배기 속도 변경 압력 V1이 되면, 진공계(3)가 진공 건조 장치(31)의 제어 장치(9')에 검출 신호를 보내고, 이 검출 신호를 받은 제어 장치(9')는 자동 개폐 밸브(7)에 신호를 전송하여 개폐 정도를 조정하여 배기 속도를 저하시키고, 이 상태에서 도포액의 용매를 서서히 증발시킨다. 또, 도 4에 나타낸 진공 건조 장치(41)를 사용한 경우, 공기 제거 공정에 있어서의 고속 배기에 의해 진공 챔버(1) 내의 진공도가 배기 속도 변경 압력 V1이 되면, 진공계(3)가 진공 건조 장치(31)의 제어 장치(9")에 검출 신호를 보내고, 이 검출 신호를 받은 제어 장치(9")는 주파수 변환기(5)를 조정하여 진공 펌프(4)를 구동하기 위한 교류 모터에 입력되는 교류 주파수를 변경하고 교류 모터의 회전수를 감소시키거나, 자동 개폐 밸브(7)에 신호를 전송하여 개폐 속도를조정하여 배기 유량을 저하시켜 진공 챔버(1) 내의 기체의 배기 속도를 느리게 한 상태에서 도포액의 용매를 서서히 증발시킨다.
그리고, 본 발명에서는 건조 대상이 되는 도포액에는 특별히 제한은 없다.
[실시예]
다음에, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
먼저, 하기 조성의 도포액을 조제하였다.
도포액의 조성
·고형분 함유량: 20중량%
·사용 용제: 3-메톡시부틸아세테이트
(비등점: 173℃, 30℃에 있어서의 증기압:3.99×102Pa)
다음에, 상기 도포액을 두께 0.7㎜인 유리 기판 상에 스핀 코팅법에 의해 도포(막 두께 1.8㎛)하였다.
(실시예)
도 2에 나타낸 바와 같은 진공 챔버를 구비한 도 1에 나타낸 진공 건조 장치를 준비하고, 진공 챔버 내의 지지 핀에 상기의 도포액을 도포한 유리 기판을 올려놓았다.
·챔버 내부 용적: 7638.4㎤
·저판 형상: 직사각형
·챔버 내 높이: 16㎜
·하판 면적: 4554.16㎤
·하판 두께: 2㎜
·하판 높이 h1: 2㎜
·지지 핀 높이 h2: 6㎜
·기판으로부터 덮개까지의 높이 h3: 5㎜
·교류 진공 펌프: 가시야마(KASHIYAMA) 공업(주) 제조 HC450
·주파수 변환기의 가변 주파수: 40∼70Hz
먼저, 제1 단계인 공기 제거 공정으로서, 진공 챔버 내의 온도가 실온(23℃)의 상태에서의 진공도가 3.99×102Pa로 될 때까지, 즉 23℃에 있어서의 용제의 증기압보다 약간 낮은 진공도(배기 속도 변경 압력)로 될 때까지는 60Hz의 교류 주파수에서 진공 펌프를 구동하였다. 상기 공기 제거 공정(제1 단계)에 필요한 시간 t1(도 5의 t1에 해당됨)은 6.2초였다.
다음에, 제2 단계인 용매 증발 공정으로서, 진공 챔버 내의 진공도가 3.99×102Pa로 된 시점에서, 주파수 변환기가 교류 모터에 입력되는 교류 주파수를 50Hz로 변경하고, 저속 배기에 의한 도포막의 건조, 즉 용매 증발 공정을 개시하였다. 상기 용매 증발 공정에서 도포막의 건조가 완료되어 대략 일정했던 진공도가 다시 변화될 때까지(종점 압력) 필요한 시간 t2(도 5의 t2에 해당됨)는 10.4초였다.
이어서, 진공 챔버의 밸브를 개방하고 서서히 외부 공기를 도입하여 대기압으로 되돌렸다. 이에 필요한 시간 t3(도 5의 t3에 해당됨)는 10.2초였다.
상기 진공 건조에 있어서, 흡인 개시로부터 건조 완료(도포막의 건조가 완료되어 대략 일정했던 진공도가 다시 변화되는 시점)되고, 진공 챔버 내를 대기압으로 되돌릴 때까지의 전체 건조 시간 T(t1+t2+t3)는 26.8초였다. 그리고, 건조 후의 도포막의 표면 상태는 양호하였다.
(비교예 1)
실시예와 동일한 진공 건조 장치를 사용하여 50Hz의 교류 주파수로 진공 펌프를 구동하여 도포막의 건조를 행하였다. 흡인 개시로부터 도포막의 건조가 완료되어 대략 일정했던 진공도가 다시 변화될 때까지 필요한 시간 t'1+t'2(도 5의 t'1+t'2에 해당됨)는 19.9초였다.
이어서, 진공 챔버의 밸브를 서서히 개방하고 외부 공기를 도입하여 대기압으로 되돌렸다. 이에 필요한 시간 t3(도 5의 t3에 해당됨)는 10.2초였다.
상기 진공 건조 후의 도포막의 표면 상태는 양호하였으나, 전체 건조 시간T'(t'1+t'2+t'3)는 30.1초이며, 실시예에 비해 3.3초 긴 것이었다.
(비교예 2)
실시예와 동일한 진공 건조 장치를 사용하여 45Hz의 교류 주파수로 진공 펌프를 32.0초간 구동하여 도포막의 건조를 행하였다.
이어서, 진공 챔버의 밸브를 개방하고 서서히 외부 공기를 도입하여 대기압으로 되돌렸다. 이에 필요한 시간 t3(도 5의 t3에 해당됨)는 10.2초였다.
상기 진공 건조에서는 전체 건조 시간으로 42.2초 걸렸음에도 불구하고, 건조 후의 도포막은 건조 불균일이 발생하여 불량한 것이었다.
(비교예 3)
실시예와 동일한 진공 건조 장치를 사용하여 65Hz의 교류 주파수로 진공 펌프를 구동하여 도포막의 건조를 행하였다. 흡인 개시로부터 도포막의 건조가 완료되어 대략 일정했던 진공도가 다시 변화될 때까지 필요한 시간 t'1+t'2(도 5의 t'1+t'2에 해당됨)는 11.7초였다.
이어서, 진공 챔버의 밸브를 개방하고 서서히 외부 공기를 도입하여 대기압으로 되돌렸다. 이에 필요한 시간 t3(도 5의 t3에 해당됨)는 10.2초였다.
상기 진공 건조에서는 전체 건조 시간 T'(t'1+t'2+t3)는 21.9초이며, 실시예에 비해 4.9초 짧은 것이었으나, 건조 후의 도포막의 표면 상태는 분화구 형상의 요철(용제의 충돌에 의한 불균일)이 보여 불량한 것이었다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 건조 시에 진공 챔버 내의 배기 속도를 2단계로 하고, 먼저, 도포막의 용매의 증발 속도가 급격히 높아지는 진공도보다도 약간 낮은 진공도까지 진공 챔버 내의 기체를 고속으로 배기하고, 이어서, 진공 챔버 내의 기체를 저속으로 배기하여 도포액의 용매를 서서히 증발시키기 때문에, 상기 제1 단계의 배기에서는 건조 시간의 단축이 가능해져 제2 단계의 배기에서는 도포면 질의 균일화를 도모할 수 있다. 또, 본 발명의 진공 건조 장치는 주파수 변환기를 조정하여 진공 펌프를 구동하기 위한 교류 모터에 입력되는 교류 주파수를 변경하거나, 흡인관에 설치한 개폐 밸브를 조정하여 배기구로부터의 배기 속도를 변경함으로써, 진공 챔버 내의 기체의 배기 속도를 임의로 제어할 수 있기 때문에, 상기 배기 속도의 제1 단계와 제2 단계의 경계가 되는 진공도를 미리 설정하여 배기 속도를 고속에서 저속으로 전환할 수 있어 건조 시간을 단축하는 동시에, 피건조체의 건조 후의 표면 상태를 매우 양호한 것으로 할 수 있다.

Claims (9)

  1. 배기구를 형성한 진공 챔버와, 흡인관을 통하여 상기 진공 챔버의 배기구에 접속된 진공 펌프와, 상기 진공 펌프를 구동하기 위한 교류 모터와, 상기 교류 모터의 입력측에 설치된 주파수 변환기를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    진공 챔버 내의 진공도를 검출하고, 미리 설정한 진공도로 상기 주파수 변환기를 조정하여 상기 교류 모터에 입력되는 교류 주파수를 변경하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 건조 장치.
  3. 배기구를 형성한 진공 챔버와 개폐 밸브를 구비한 흡인관을 통하여 상기 진공 챔버의 배기구에 접속된 진공 펌프와 이 진공 펌프를 구동하기 위한 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 건조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    진공 챔버 내의 진공도를 검출하고, 미리 설정한 진공도로 상기 개폐 밸브를 조정하여 상기 배기구로부터의 배기 속도를 변경하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 건조 장치.
  5. 배기구를 형성한 진공 챔버와, 개폐 밸브를 구비한 흡인구를 통하여 상기 진공 챔버의 배기구에 접속된 진공 펌프와, 상기 진공 펌프를 구동하기 위한 교류 모터와, 상기 교류 모터의 입력측에 설치된 주파수 변환기를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 건조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    진공 챔버 내의 진공도를 검출하고, 미리 설정한 진공도로 상기 주파수 변환기를 조정하여 상기 교류 모터에 입력되는 교류 주파수를 변경하거나 상기 개폐 밸브를 조정하여 상기 배기구로부터의 배기 속도를 변경하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 건조 장치.
  7. 용제를 함유하는 도포액이 도포된 기판을 진공 챔버 내에 놓고, 상기 도포액 내의 용매를 감압하에서 증발시키는 진공 건조 방법으로서,
    상기 진공 챔버 내의 압력을 상기 도포액 내의 증발 속도가 급격히 높아지는 압력보다 약간 높은 압력인 배기 속도 변경 압력까지 감압하는 진공 제거 공정과,
    상기 배기 속도 변경 압력으로부터 용매의 증발을 완료하는 압력인 종점 압력까지 감압하는 용매 증발 공정과,
    상기 종점 압력으로부터 대기압으로 압력을 되돌리는 대기압 공정을 가지고,
    상기 공기 제거 공정에 있어서의 배기 속도를 상기 용매 증발 공정에 있어서의 배기 속도보다도 빠른 속도로 설정하는 것을 특징으로 하는 진공 건조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배기 속도 변경 압력이 상기 도포액 내의 용매의 증기압 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 진공 건조 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 종점 압력이 상기 용매 증발 공정에 있어서 일정한 배기 속도로 감압을 행한 경우에, 압력의 감소 속도가 급격히 상승하는 압력으로 설정되는 것을 특징으로 하는 진공 증발 방법.
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