KR20030056530A - Nozzle for Injecting Liquid - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시소자 제조장치에 관한 것으로, 특히 기판 면의 균일한 식각 및 세정이 이루어지기 위한 액체분사 노즐기판에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device manufacturing apparatus, and more particularly, to a liquid spray nozzle substrate for uniform etching and cleaning of a substrate surface.
최근, 액정표시장치는 콘트라스트(Contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에, CRT(Cathode Ray Tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체수단으로써 점차 그 사용 영역이 확대되고 있다.Recently, the liquid crystal display device has a high contrast ratio, is suitable for gray scale display or moving image display, and has low power consumption. Therefore, the liquid crystal display device has gradually been used as an alternative means to overcome the disadvantages of the CRT (Cathode Ray Tube). It is expanding.
일반적으로, 액정표시장치의 액정패널(Panel)은 게이트 배선(Gate Line) 및 데이터 배선(Data Line)에 의해 정의된 화소 영역에 박막트랜지스터와 화소전극을 구비한 박막트랜지스터(Thin Film Transistor) 기판과, 컬러필터(Color Filter)층과 공통전극을 구비한 컬러필터 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성된다.In general, a liquid crystal panel of a liquid crystal display device includes a thin film transistor substrate having a thin film transistor and a pixel electrode in a pixel area defined by a gate line and a data line. A color filter substrate includes a color filter layer and a common electrode, and a liquid crystal layer interposed between the two substrates.
이와 같이 구성된 액정표시장치의 제조공정은 기판 제작공정, 셀(Cell) 제조공정 및 모듈(Module) 공정의 세 가지 공정으로 나눌 수 있다.The manufacturing process of the liquid crystal display device configured as described above may be divided into three processes, a substrate manufacturing process, a cell manufacturing process, and a module process.
먼저, 기판 제작공정은 세정된 유리 기판을 사용하여 각각 박막트랜지스터 제작과 칼라필터 제작 공정으로 나눈다. 따라서, 상기 박막트랜지스터 제작공정은 하부 기판 상에 복수의 박막트랜지스터와 화소전극을 제작하는 공정을 말하는 것이며, 칼라필터 제조공정은 차광막이 형성된 상부 기판 상에 염료나 안료를 사용하여 R(Red). G(Green). B(Blue) 색상의 칼라필터층을 형성하여 공통전극(ITO ; Indium Tin Oxide)을 형성하는 공정을 일컫는다.First, the substrate fabrication process is divided into a thin film transistor fabrication process and a color filter fabrication process using the cleaned glass substrate, respectively. Accordingly, the thin film transistor manufacturing process refers to a process of manufacturing a plurality of thin film transistors and pixel electrodes on the lower substrate, and the color filter manufacturing process uses a dye or a pigment on the upper substrate on which the light shielding film is formed. G (Green). A process of forming a common electrode (ITO; Indium Tin Oxide) by forming a color filter layer having a B (Blue) color.
또한, 셀 공정은 박막트랜지스터 공정이 완료된 상기 하부 기판과 칼라필터 공정이 완료된 상기 상부 기판의 두 기판 사이에 일정한 간격이 유지되도록 스페이서(Spacer)를 산포하고 합착한 후 액정을 주입하여 액정표시장치 셀을 제조하는 공정이며, 마지막으로 모듈 공정은 신호처리를 위한 회로부를 제작하고 박막트랜지스터 액정표시장치 패널과 신호처리 회로부를 연결시켜 모듈을 제작하는 공정이다.In addition, in the cell process, a liquid crystal is injected by dispersing and bonding a spacer so that a constant distance is maintained between two substrates of the lower substrate where the thin film transistor process is completed and the upper substrate where the color filter process is completed. Finally, the module process is a process of manufacturing a module by manufacturing a circuit portion for signal processing and connecting a thin film transistor liquid crystal display panel and a signal processing circuit portion.
여기서, 상기 기판 제작공정은 실리콘(Silicon) 반도체 제조공정과 유사하여 기판 상에 증착된 박막을 패터닝(Patterning)하기 위해 채용안 사진석판인쇄법(Photolithography)에 따른 일련의 공정, PR(Photo Resistor)도포, 노광, 식각(Etching), 세정(Cleaning)과 같은 단위공정이 이루어지는 데, 이와 같은 단위 공정은 상기 박막의 형성에 따라 다수의 반복 작업을 요한다.Here, the substrate manufacturing process is similar to the silicon semiconductor manufacturing process, a series of processes according to the photolithography, PR (Photo Resistor) in order to pattern the thin film deposited on the substrate (PR) Unit processes such as coating, exposure, etching, and cleaning are performed, and such unit processes require a number of repetitive operations depending on the formation of the thin film.
이와 같은 단위 공정은 상기 박막이 증착된 기판 상에 형성된 PR(Photo-Resistor)을 먼저 패터닝시킨 다음 상기 박막을 식각한 후 상기 PR을 제거하여 상기 박막을 패터닝시키는 방법으로 이루어진다. 즉, 상기 단위 공정 상에 상기 PR 및 박막을 제거하기 위해 복수의 식각 및 세정공정을 더 필요로 한다.The unit process is a method of patterning the thin film by first patterning the PR (Photo-Resistor) formed on the substrate on which the thin film is deposited, then etching the thin film and then removing the PR. That is, a plurality of etching and cleaning processes are further required to remove the PR and the thin film on the unit process.
따라서, 상기 식각 및 세정 공정은 상기 사진석판인쇄법에 따른 일련의 공정을 마치고 남은 식각액, PR 및 불순물을 제거하여 다음 단위 공정으로 넘어가기 위해 이루어지는 작업으로써 액정표시장치 제조공정에 없어서는 안될 중요한 공정단계이다.Therefore, the etching and cleaning process is performed to remove the remaining etching liquid, PR and impurities after the series of processes according to the photolithography printing process and move to the next unit process, which is an essential process step in the manufacturing process of the liquid crystal display device. to be.
이러한 상기 식각 및 세정공정에서 상기 박막을 식각하기 위한 산과 같은 약액, PR을 현상시키기 위한 기능액, 기판을 세정시키기 위해 불순물이 거의 없는 탈이온수(De-ionized water)와 같은 액체가 주로 사용된다.In the etching and cleaning processes, a chemical liquid such as an acid for etching the thin film, a functional liquid for developing PR, and a liquid such as de-ionized water having almost no impurities for cleaning the substrate are mainly used.
또한, 상기 기판을 상기 약액, 기능액 및 탈이온수와 같은 액체에 침강시키거나 또는 상기 액체를 일정한 분사압에 의해 분사시켜 식각 및 세정을 효과적이고 안전하게 작업을 진행시킬 수 있다.In addition, the substrate may be immersed in a liquid such as the chemical liquid, a functional liquid and deionized water, or the liquid may be sprayed by a constant injection pressure to effectively and safely perform etching and cleaning operations.
이와 같은 액체를 사용하여 액정표시소자를 제조하는 방법은 기판 상의 넓은 면을 균일하게 식각 또는 세정시킬 수 있고 생산비의 절감시킬 수 있는 샤워(Shower) 방식을 많이 이용한다.The method of manufacturing a liquid crystal display device using such a liquid uses a shower method that can uniformly etch or clean a large surface on a substrate and can reduce production costs.
따라서, 상기 샤워 방식의 액정표시소자 제조장치는 탈이온수, 약액 및 기능수 등을 사용하여 액체의 분사압에 의해 토출되어 기판 상에 필요하지 않은 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 액체분사 노즐(Nozzle)이 이용된다.Accordingly, the shower type liquid crystal display device manufacturing apparatus is a liquid injection nozzle (Nozzle) that is discharged by the injection pressure of the liquid using deionized water, chemical liquid and functional water, and can effectively remove the unnecessary foreign matter on the substrate This is used.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래기술에 따른 액체분사 노즐을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid spray nozzle according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 액체분사 노즐의 사시도이다.1 is a perspective view of a liquid jet nozzle according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 액체분사 노즐은 증류수, 약액, 기능수 등과 같은 액체(10)가 공급되는 공급관(11)과 연결되어 일방향으로 진행되는 기판(13) 면에 수직 평행하도록 형성된 노즐해드(Nozzle Head)(15)와, 상기 노즐해드(15)에 연결되어 상기 액체(10)를 분사시키는 복수개의 노즐팁(Nozzle Tip)(17)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the liquid spray nozzle according to the related art is connected to a supply pipe 11 to which a liquid 10, such as distilled water, chemical liquid, functional water, etc. is supplied, and is perpendicular to the surface of the substrate 13 that proceeds in one direction. It comprises a nozzle head (15) formed so as to, and a plurality of nozzle tips (17) connected to the nozzle head (15) for injecting the liquid (10).
도시하지는 않았지만, 상기 종래 기술에 따른 액체분사 노즐에 의해 식각 및 세정공정이 이루어지는 동안 상기 기판의 하단을 받치면서 화살표 방향으로 전진시켜주는 복수개의 반송롤러(Roller)와, 외부 전원으로부터 전력을 공급받은 모터(Moter)에 연결되어 상기 반송롤러를 일방향으로 회전시키는 회전축이 더 포함되어 있다.Although not shown, a plurality of conveying rollers supporting the lower end of the substrate and advancing in the direction of the arrow during the etching and cleaning process by the liquid spray nozzle according to the related art and receiving power from an external power source A rotating shaft connected to a motor is further included to rotate the conveying roller in one direction.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 액체분사 노즐의 동작은 다음과 같다.The operation of the liquid jet nozzle according to the prior art configured as described above is as follows.
먼저, 상기 공급관(11)을 통하여 약액, 기능수 및 탈이온수와 같은 상기 액체(10)가 일정한 압력으로 공급되어 상기 노즐헤드(15)에 투입된다. 이때, 상기 노즐헤드(15) 양쪽의 공급관(11)에서 같은 농도 및 압력의 혼합액으로 공급되어야 한다.First, the liquid 10, such as chemical liquid, functional water and deionized water, is supplied at a constant pressure through the supply pipe 11 and is introduced into the nozzle head 15. At this time, the supply pipe 11 on both sides of the nozzle head 15 should be supplied as a mixture of the same concentration and pressure.
또한, 상기 노즐헤드(15)에 연결된 복수개의 노즐팁(17)에서 상기 액체(10)의 분사압에 의해 아래로 토출되어 스프레이(Spray)형태로 뿌려진다. 동시에, 상기 기판(13)에 공급되어 상기 기판(13) 면상의 불필요한 이물질을 제거시킨다.In addition, the plurality of nozzle tips 17 connected to the nozzle head 15 are discharged downward by the injection pressure of the liquid 10 and sprayed in the form of a spray. At the same time, it is supplied to the substrate 13 to remove unnecessary foreign matter on the surface of the substrate 13.
이와 같이 상기 공급관(11)을 통하여 공급된 액체(10)는 균일한 압력을 유지하고, 지속적인 분무가 이루어져야 한다.As such, the liquid 10 supplied through the supply pipe 11 must maintain a uniform pressure and be continuously sprayed.
하지만, 이와 같은 종래 기술의 액체분사 노즐은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the liquid jet nozzle of the prior art has the following problems.
참고로, 도 2는 식각 또는 세정공정을 마친 기판의 평면도로서, 종래 기술에 따른 액체분사 노즐을 이용하여 식각 또는 세정 공정이 이루어진 결과 다음과 같은 몇가지 이유로 인하여 얼룩(21)이 발생됨을 도시하였다.For reference, FIG. 2 is a plan view of a substrate that has been etched or cleaned, and shows that the stain 21 is generated due to several reasons as a result of the etching or cleaning process using a liquid spray nozzle according to the prior art.
첫째, 종래 기술에 따른 액체분사 노즐에 의한 액체의 분사가 이루어질 때, 상기 노즐팁에서 분사되는 액체의 분사압이 일정하더라도 상기 기판 상에 분무되는 면적이 겹쳐진 부분 또는 겹쳐지지 않은 부분이 발생할 경우 상기 얼룩이 발생할 수 있다.First, when the injection of the liquid by the liquid injection nozzle according to the prior art, even if the injection pressure of the liquid to be sprayed from the nozzle tip is constant or if the area that is sprayed on the substrate overlapping or non-overlapping portion occurs Smudge may occur.
둘째, 종래 기술에 따른 액체분사 노즐은 상기 공급관을 통하여 공급되는 상기 액체유량의 저하 시 상기 기판으로 분무되는 액체의 분사압이 떨어져 균일한 식각 및 세정이 되지 않아 얼룩이 발생될 수 있다.Second, the liquid spray nozzle according to the prior art may be unevenly etched and cleaned because the spray pressure of the liquid sprayed onto the substrate is lowered when the flow rate of the liquid supplied through the supply pipe is lowered, so that staining may occur.
셋째, 종래 기술에 따른 액체분사 노즐은 희석되지 않은 혼합액이 상기 공급관에 공급될 경우 상기 노즐해드에서 제대로 희석시키지 못하고 분사될 수 있기 때문에 식각 및 현상 불량을 발생시킬 수 있다.Third, the liquid spray nozzle according to the prior art may cause poor etching and development because undiluted mixed liquid may be injected without being properly diluted in the nozzle head when supplied to the supply pipe.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 상기 공급관으로부터 공급된 액체를 희석시키는 역할을 하는 상부 노즐과 분사압을 균일하도록 하는 슬릿형(Slit Type)의 하부노즐을 포함하여 구성되어 상기 액체가 균일한 농도 및 분사압으로 토출될 수 있는 액체분사 노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and comprises an upper nozzle that serves to dilute the liquid supplied from the supply pipe and a lower nozzle of the slit type (Slit Type) to uniform the injection pressure It is an object of the present invention to provide a liquid spray nozzle capable of discharging the liquid at a uniform concentration and injection pressure.
도 1은 종래 기술에 따른 액체분사 노즐의 사시도.1 is a perspective view of a liquid jet nozzle according to the prior art.
도 2는 식각 또는 세정공정을 마친 기판의 평면도.Figure 2 is a plan view of the substrate after the etching or cleaning process.
도 3은 본 발명에 따른 액체분사 노즐의 분해 사시도.Figure 3 is an exploded perspective view of the liquid jet nozzle in accordance with the present invention.
도 4a는 본 발명에 따른 액체분사 노즐의 결합 사시도.Figure 4a is a perspective view of the combination of the liquid jet nozzle in accordance with the present invention.
도 4b는 본 발명에 따른 액체분사 노즐의 단면도.4b is a sectional view of a liquid jet nozzle according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 액체분사 노즐을 사용한 기판의 식각 또는 세정공정을 도시한 개략도.5 is a schematic view showing an etching or cleaning process of a substrate using a liquid spray nozzle according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings
101 : 공급관 103 : 액체101: supply pipe 103: liquid
105 : 노즐해드 107 : 노즐팁105: nozzle head 107: nozzle tip
109 : 상부 노즐 111 : 슬릿109: upper nozzle 111: slit
113 : 하부 노즐 115 : 액체분사 노즐113: lower nozzle 115: liquid jet nozzle
117 : 기판117: substrate
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액체분사 노즐은, 공급관에 연결되어 액체가 공급되는 노즐해드 및 상기 노즐해드에 일방향으로 형성되어 상기 액체가 토출되는 복수의 노즐팁으로 이루어진 상부 노즐과, 상기 상부 노즐의 하부에 체결되어 상기 상부 노즐에서 토출된 일정양의 상기 액체를 저장하고 슬릿으로 분사시키는 하부 노즐을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The liquid injection nozzle of the present invention for achieving the above object, the upper nozzle consisting of a nozzle head connected to the supply pipe is supplied with the liquid and the nozzle head is formed in one direction to discharge the liquid, And a lower nozzle fastened to the lower part of the upper nozzle to store a predetermined amount of the liquid discharged from the upper nozzle and spray the liquid into a slit.
본 발명의 액체분사 노즐은 기판의 식각 및 세정공정에서 노즐해드 및 노즐팁으로 구성된 상부 노즐에서 공급된 액체를 일정양 저장시킨 후, 상기 액체를 균일한 분사압으로 밀어낼 수 있는 슬릿을 구비한 하부노즐을 사용하기 때문에 상기액체의 농도 및 분사압의 차이에 의해 기판 상에 발생되는 얼룩을 방지할 수 있다.The liquid spray nozzle of the present invention has a slit for storing a predetermined amount of liquid supplied from an upper nozzle composed of a nozzle head and a nozzle tip in an etching and cleaning process of a substrate, and then pushing the liquid at a uniform spray pressure. Since the lower nozzle is used, stains generated on the substrate can be prevented due to the difference in the concentration of the liquid and the injection pressure.
이하, 본 발명에 따른 액체분사 노즐의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the liquid injection nozzle according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 액체분사 노즐의 분해 사시도이다.3 is an exploded perspective view of the liquid jet nozzle according to the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액체분사 노즐은 공급관(101)에 연결되어 탈이온수, 약액, 기능수 등과 같은 액체(도시되지 않음)가 노즐해드(105) 및 상기 노즐해드(105)에 연결되어 상기 액체를 분사시키는 복수의 노즐팁(107)을 구비한 상부 노즐(109)과, 상기 상부 노즐(109)의 하부에 체결되어 상기 상부 노즐(109)에서 토출된 일정양의 상기 액체를 저장하고 슬릿(Slit)(111)으로 분사시키는 하부 노즐(113)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the liquid spray nozzle according to the present invention is connected to the supply pipe 101 so that liquids (not shown) such as deionized water, chemical liquid, functional water, etc. are nozzle head 105 and the nozzle head 105. The upper nozzle 109 having a plurality of nozzle tips 107 connected to each other to inject the liquid, and a predetermined amount of the discharged from the upper nozzle 109 fastened to the lower part of the upper nozzle 109. And a lower nozzle 113 for storing and spraying liquid into the slit 111.
여기서, 상부 노즐(109)의 상기 복수개의 노즐팁(107)은 상기 노즐해드(105)의 하부에서 각각이 작은 간격을 유지하여 촘촘하게 형성되고, 상기 노즐팁(107)에 상응하는 상기 슬릿(111)은 삼각관 모양의 하단 모서리 부분에 형성되어 있다.Here, the plurality of nozzle tips 107 of the upper nozzle 109 are formed densely at a lower portion of the nozzle head 105 to maintain a small interval, the slit 111 corresponding to the nozzle tip 107 ) Is formed at the lower edge of the triangular tube shape.
따라서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액체분사 노즐은 공급관(101)에 연결된 상부 노즐 및 상부 노즐에 연결된 하부 노즐이 결합된 구조로 형성된다.Thus, as shown in Figure 4a, the liquid injection nozzle of the present invention is formed in a structure in which the upper nozzle connected to the supply pipe 101 and the lower nozzle connected to the upper nozzle are combined.
즉, 도 4b는 본 발명에 따른 액체분사 노즐의 단면도로서, 본 발명의 액체분사 노즐은 상부 노즐(109)에서 공급관(101) 및 노즐해드(105)로부터 공급된 상기 액체를 노즐팁으로 1차 분사시키고, 그후, 상기 상부 노즐(109)에 연결된 하부 노즐(113)에서 상기 액체를 일시 저장하고 다시 슬릿(111)을 통해 분사시키는 구조로 형성되어 있다.That is, FIG. 4B is a cross-sectional view of the liquid jet nozzle according to the present invention, in which the liquid jet nozzle of the present invention is primarily supplied with the nozzle tip of the liquid supplied from the supply pipe 101 and the nozzle head 105 at the upper nozzle 109. After spraying, the liquid is temporarily stored in the lower nozzle 113 connected to the upper nozzle 109 and then sprayed through the slit 111 again.
이때, 상기 상부 노즐(109)에서 공급된 액체를 일시 저장 후 분사시키기 위해 상기 하부 노즐(113)의 상기 슬릿의 틈 간격(d)은 상기 노즐팁(107)의 구경(r)보다 작게 형성됨이 바람직할 것이다.At this time, the gap gap d of the slit of the lower nozzle 113 is formed smaller than the diameter r of the nozzle tip 107 to temporarily store and spray the liquid supplied from the upper nozzle 109. Would be desirable.
따라서, 상기 공급관(101)으로부터 공급된 상기 액체가 각각의 상기 노즐팁(107)에 의해 토출되고, 상기 상기 하부 노즐에 일정한 분사압으로 분사시킬 수 있다.Accordingly, the liquid supplied from the supply pipe 101 may be discharged by the nozzle tips 107, and may be injected to the lower nozzle at a constant injection pressure.
도 5는 본 발명에 따른 액체분사 노즐을 사용한 기판의 식각 또는 세정공정을 도시한 개략도로서, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 액체분사 노즐(115)은 기판(117) 면에 평행하고 상기 기판(117)의 진행 방향에 수직하도록 형성되어 상기 기판의 수직면에 균일한 분사압으로 분사되는 액체(103)를 볼 수 있다.5 is a schematic view showing an etching or cleaning process of a substrate using a liquid spray nozzle according to the present invention, wherein the liquid spray nozzle 115 of the present invention configured as described above is parallel to the surface of the substrate 117 and the substrate ( It can be seen that the liquid 103 is formed to be perpendicular to the traveling direction of the 117 is injected at a uniform injection pressure on the vertical surface of the substrate.
이와 같이 본 발명의 액체분사 노즐(115)을 사용하여 기판의 수직면에 약액, 기능수 및 탈이온수와 같은 액체(103)를 균일한 분사압으로 분사시키고, 상기 기판(117)을 일방향 및 일정한 속도로 진행시킴으로서 상기 기판(117)의 전면을 균일하게 식각 또는 세정할 수 있다.As described above, the liquid jet nozzle 115 of the present invention is used to inject a liquid 103 such as chemical liquid, functional water and deionized water into a uniform jet pressure on a vertical surface of the substrate, and the substrate 117 is unidirectional and at a constant speed. By proceeding to the entire surface of the substrate 117 can be uniformly etched or cleaned.
상기와 같은 본 발명에 따른 액체분사 노즐는 다음과 같은 효과가 있다.The liquid jet nozzle according to the present invention as described above has the following effects.
본 발명의 액체분사 노즐은 액체의 공급 및 토출이 이루어지는 상부 노즐 및 상기 상부 노즐에서 토출된 액체를 일시 저장 후 균일한 분사압으로 분사시킬 수 있는 하부 노즐로 구성되어 상기 액체를 희석시켜 기판의 수직 전면에 균일하게 분사될 수 있다.The liquid injection nozzle of the present invention is composed of an upper nozzle for supplying and discharging liquid and a lower nozzle capable of spraying the liquid discharged from the upper nozzle at a uniform injection pressure after temporarily storing the liquid, thereby diluting the liquid to form a vertical substrate. It can be sprayed uniformly on the front surface.
이때, 상기 기판이 일방향의 일정한 속도로 진행되어 상기 기판의 균일한 식각 또는 세정이 이루어질 수 있다.In this case, the substrate may proceed at a constant speed in one direction to uniformly etch or clean the substrate.
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