KR20060061210A - 감광액 도포용 슬릿 노즐 장치 및 제조방법과 이를 이용한감광액 도포방법 - Google Patents
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Abstract
본원발명에서는 감광액(Photo Resist) 등을 액정표시장치(LCD)용 칼라필터(C/F) 유리기판 표면에 균일하게 도포하는 감광액 도포용 슬릿 노즐(slit nozzle) 장치가 개시된다.
본원발명의 슬릿 노즐 장치는 서로 결합하여 감광액을 분사하기 위한 슬릿 노즐 장치를 형성하는 전면반부와 후면반부 및 상기 두 반부의 간격을 유지하기 위한 갭 스페이서를 포함하고; 상기 전면반부의 후면반부 결합측에는 감광액를 수용하기 위한 챔버가 길이방향을 따라 형성되며; 상기 챔버로 감광액을 공급하기 위하여, 상기 챔버와 연통되는 감광액 유입구가 상기 전면반부의 일측에 형성되어 있으며; 상기 전면반부 및 후면반부의 하부에는 슬릿형 토출구를 형성하기 위한 리브부가 형성되며; 상기 전면반부 및 후면반부에는, 각각의 결합측에 대향하는 외측면에 트러스 구조를 형성하기 위한 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기와 같은 기술적 특징에 의해 감광액이 기판 표면에 균일하게 도포될 수 있게 된다.
감광액, 슬릿 노즐, 액정표시패널
Description
도 1은 본원발명에 따른 슬릿 노즐 장치의 평면도를 도시하고 있다.
도 2는 본원발명에 따른 슬릿 노즐 장치의 정면도를 도시하고 있다.
도 3은 본원발명에 따른 슬릿 노즐 장치의 저면도를 도시하고 있다.
도 4에는 도 1의 A-A에 따른 단면이 도시되어 있다.
도 5는 본원발명에 따른 전면반부를 내측에서 바라본 정면도를 도시하고 있다.
도 6에는 도 2의 B-B에 따른 단면이 도시되어 있다.
도 7은 전면반부와 후면반부의 사이의 간격을 유지하여 적당한 도포층의 두께를 확보하기 위한 갭 스페이서를 도시하고 있다.
도 8은 본원발명에 따른 슬릿 노즐 장치의 제조방법의 단계를 설명하기 위한 순서도를 도시하고 있다.
본원 발명은 감광액(Photo Resist) 등을 액정표시장치(LCD)용 칼라필터(C/F) 유리기판 표면에 균일하게 도포하는 감광액 도포용 슬릿 노즐(slit nozzle) 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 슬릿 노즐 장치의 전면반부 및 후면반부가 가공시 소재변형에 의해 평탄도가 저하되지 않도록 그 외측면에 트러스 구조를 형성한 슬릿 노즐 장치에 관한 것이다.
일반적으로 감광액을 면 형태로 코팅하는 방법은 스핀 코팅(spin coating) 방법이 주로 사용된다.
스핀 코팅 방법에서는 감광액을 고속회전하는 기판에 떨어뜨려 감광액을 코팅한다. 즉, 스핀 코팅 방법은 기판에 작용하는 원심력으로 감광액을 코팅한다. 이와 같은 스핀 코팅 방법은 웨이퍼와 같이 크기가 작은 기판에 감광액을 코팅하는데 특히 적합하다.
그러나, 이와 같은 종래의 스핀 코팅법에 의해 감광액(Photo Resist)등을 도포한 경우에는, 도포 직전의 박막두께는 균일하지만 회전이 정지하여 원심력이 작용하지 않게 된 후나, 또는 시간의 경과에 따른 표면장력의 영향에 의해 기판 주변부에서 감광액(Photo Resist) 등의 도막이 솟아오른 듯이 두껍게 되어 버린다. 또한 이러한 스핀 코팅법에서는 여분의 감광액 등을 기판의 회전에 의해 떨어내고 있으나, 떨어낸 감광액 등이 기판 뒷면에 비산하여 불필요한 곳에 포토레지스트가 부착하는 경우도 있다.
이와 같이 기판의 주변부에 형성된 불균일한 두꺼운 감광액 등의 피막과 표면에 부착된 감광액은 이후의 기판 반송과정 등에서 파티클의 발생 원인이 되고, 또 기판을 반송하는 기구의 직접적인 오염을 발생시키기도 한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 슬릿 코팅 방법을 이용하여 기판에 면 형태로 감광액을 도포하는 방법이 개시되었다.
이러한 슬릿 노즐 장치는 내부에 챔버가 형성된 몸체, 상기 몸체의 일측에 연통되어 상기 챔버에 감광액을 공급하는 유입구, 상기 몸체의 기판을 마주하는 측에 기판과 평행하게 형성되는 토출구로 이루어진다.
그러나, 이러한 방법에 있어서는 슬릿 노즐 장치의 가공 정밀도가 문제가 된다. 즉, 통상의 가공법에 의해 슬릿 노즐 장치를 형성하는 경우에 가공시 발생하는 열 등으로 인하여 소재에 휨이나 뒤틀림 현상이 발생하게 된다. 이러한 이유로 인해 노즐의 내부 표면을 균일하게 가공하기 어렵고 노즐 간격이 균일하게 형성되지 않게 된다. 따라서 감광액이 분사되는 면이 고르지 않게 되고, 이로 인해 감광액의 균일한 분사가 이루어지지 않게 된다.
또한, 감광액이 슬릿 노즐 장치의 일측에 형성된 유입구를 통해 슬릿 노즐 장치 내부에 형성된 챔버에 공급됨으로써, 슬릿 노즐 장치에 공급되는 감광액의 압력이 슬릿 노즐 장치의 길이방향을 따라 균일하지 않게 된다. 즉, 예를 들어 슬릿 노즐 장치의 중앙에 유입구가 형성된 경우에는 노즐의 중앙부분에서 압력이 높고 단부에서 압력이 낮아지게 된다. 이러한 압력차로 인해 노즐의 길이방향을 따라 전체적으로 균일한 분사가 이루어지지 않게 된다는 문제점이 발생하게 된다.
본원발명에서는 이러한 종래 스핀 코팅법의 단점을 극복하여 감광액이 공급된 후 최단시간 내에 기판을 회전시킴으로써, 회전이 정지하여 원심력이 작용하지 않게 된 후나 시간의 경과에 따른 표면장력의 영향에 의해 기판 주변부에서 감광액의 두께가 불균일하게 되는 현상을 방지하여 감광액이 기판 표면에 균일하게 도포되도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한 본원발명에서는 슬릿 노즐 장치를 형성하기 위한 소재 가공시, 소재의 휨이나 뒤틀림 현상을 억제하여 슬릿 노즐 장치의 평탄도가 저하되는 현상을 방지하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한 본원발명은 챔버에 공급된 감광액이 슬릿 노즐 장치의 길이방향을 따라 전체적으로 균일한 압력으로 분사될 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기한 바와 같은 본원발명의 목적은, 감광액 등을 도포하기 위한 슬릿 노즐 장치에 있어서,
서로 결합하여 감광액을 분사하기 위한 슬릿 노즐 장치를 형성하는 전면반부와 후면반부 및 상기 두 반부의 간격을 유지하기 위한 갭 스페이서를 포함하고; 상기 전면반부의 후면반부 결합측에는 감광액를 수용하기 위한 챔버를 길이방향을 따라 형성하며; 상기 챔버로 감광액을 공급하기 위하여, 상기 챔버와 연통되는 감광액 유입구를 상기 전면반부의 일측에 형성하며; 상기 전면반부 및 후면반부의 하부에는 슬릿형 토출구를 형성하기 위한 리브부를 형성하며; 상기 전면반부 및 후면반부에는, 각각의 결합측에 대향하는 외측면에 트러스 구조를 형성하기 위한 홈을 형성함으로써 달성된다.
또한 본원발명의 또 다른 목적은,
상기 유입구를 상기 전면반부의 상부 중앙에 형성하며; 상기 챔버의 폭이 상기 전면반부의 중심에서의 거리에 반비례하여 감소되도록 형성함으로써 달성된다.
또한 본원발명의 또 다른 목적은,
전면반부와 후면반부를 형성하기 위한 소재를 열처리하는 단계; 상기 전면반부 및 후면반부 각각에 대하여 그 결합측에 대향하는 외측면에 H형 트러스 구조가 형성되도록, 열처리된 상기 전면반부 및 후면반부의 소재를 가공하는 1차 가공 단계; 1차 가공된 상기 전면반부 및 후면반부를 연마하는 1차 연마단계; 이후, 상기 전면반부 및 후면반부를 2차 가공하는 단계; 2차 가공된 상기 상기 전면반부 및 후면반부를 연마하는 2차 연마단계; 이후, 상기 전면반부 및 후면반부를 정삭 가공하는 정삭 가공단계; 정삭 가공된 상기 상기 전면반부 및 후면반부를 정삭 연마하는 정삭 연마단계; 상기 전면반부 및 후면반부를 1차 래핑하는 단계; 상기 전면반부 및 후면반부의 리브를 테프론 코팅하는 단계; 상기 전면반부 및 후면반부의 최종 연마 단계; 상기 전면반부 및 후면반부의 2차 래핑 및 폴리싱 단계; 를 거쳐 슬릿 노즐 장치 제조함으로써 달성된다.
마지막으로 본원발명의 또 다른 목적은,
슬릿 노즐 장치를 통해 기판의 전체 폭에 걸쳐 기판의 길이방향을 따라 기판 표면에 감광액을 도포하는 단계; 감광액이 도포된 기판을 회전시키는 단계; 를 포함하는 감광액 도포 방법에 의하여 달성된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본원발명에 따른 일 실시예를 설명함으 로써 본원발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명한다.
도 1에는 본원발명에 따른 슬릿 노즐 장치의 평면도가 도시되어 있고, 도 2에는 본원발명에 따른 슬릿 노즐 장치의 정면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본원발명에 따른 슬릿 노즐 장치의 저면도가 도시되어 있다. 또한 도 4에는 A-A에 따른 단면이 도시되어 있다.
도면에서 알 수 있듯이, 본원발명에 따른 슬릿 노즐 장치(100)는 전면반부(10)와 후면반부(20)로 이루어져 있다. 전면 반부의 상부 중앙에는 슬릿 노즐 장치(100)로 감광액을 공급하기 위한 유입관(18)이 고정부재(17)에 연결되어 부착되어 있다. 전면반부(10) 및 후면반부(20)의 결합은 다수의 체결 구멍(11)을 통해, 예를 들어 볼트 등의 체결수단(도시하지 않음)을 사용하여 이루어지는데, 이때 전면반부(10)와 후면반부(20)의 사이에는 간격을 유지하여 적당한 도포층의 두께를 확보하기 위한 갭 스페이서(Gap Spacer)(50)이 배치되며, 이를 위해 갭 스페이서(50)에도 역시 체결구멍(51)이 형성되어 있다(도시되지는 않았지만, 후면반부에도 이에 상응하는 체결구멍이 형성된다).
전면반부(10)의 후면반부(20)를 향한 측면에는 감광액을 수용하기 위한 챔버(14)가 마련되어 있으며, 전면반부(10)의 상부에는 상기 유입관(18)으로부터 공급되는 감광액을 챔버(14)에 공급하기 위한 유입구(13)가 형성되어 있다. 또한 챔버(14)의 하부에는 컨버징 섹션(converging section)(15)가 형성되어 있어서, 후술하는 슬릿형 토출구(40)로 감광액이 원할하게 전달되게 한다.
전면반부(10) 및 후면반부(20)의 하부에는 감광액을 기판에 분사하기 위한 슬릿형 토출구(40)을 형성하는 리브(12) 및 리브(22)가 형성되어 있다.
한편, 전면반부(10) 및 후면반부(20)의 외측면(결합측면에 대향하는 면)에는 H형 트러스 구조를 형성하기 위한 홈(16,26)이 형성되어 있어서, 소재의 가공시 트러스 구조에 의하여 소재의 휨이나 뒤틀림 현상과 같은 소재변형이 최소화 될 수 있다. 따라서, 슬릿형 토출구(40)를 형성하는 리브(12,22)에서의 평탄도가 정밀하게 유지될 수 있게 되고, 이로 인해 감광액이 균일하게 도포되게 된다. 도면에서는 H형 트러스 구조가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 동일한 기능을 제공할 수 있는 X형 트러스 구조등의 기타 트러스 구조가 형성될 수 있음은 물론이다.
도 5에는 본원발명에 따른 전면반부(10)를 내측에서 바라본 정면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 챔버(14)는 전면반부(10)의 길이방향을 따른 중심부에서의 거리에 반비례하여 폭이 점차적으로 감소하도록 구성되어 있다. 본 실시예에서는 챔버(14)의 폭이 일정한 단차를 두고 감소하고 있으나, 중심부에서의 거리에 반비례하여 그 폭이 선형적으로 감소하는 것도 바람직하다.
한편, B-B에 따른 단면을 도시한 도6에서 알 수 있듯이, H형 트러스 구조를 형성하기 위한 홈(16,26)의 깊이는 상기 챔버에 폭에 상응하여, 중심부에서의 거리에 비례하여 증가하도록 형성되어 있다.
이상과 같은 구성을 갖는 본원발명에 따른 슬릿 노즐 장치(100)의 제조방법에 대하여 설명한다.
먼저, 슬릿 노즐 장치(100)의 전면반부(10) 및 후면반부(20)를 형성하게 될 소재를 열처리한다(S10). 열처리는 1차 진공 열처리 및 2차 템퍼링으로 이루어지는데, 1차 진공 열처리를 통해 소재의 경도를 증가시키고 마모를 감소시키게 되며, 2차 템퍼링 단계에서는 소재를 재가열하여 경도를 낮추고 점성강도를 증가시키게 된다.
이후, 소재를 1차 가공함으로써 전면반부(10) 및 후면반부(20)를 형성시키고 1차 연마를 통해 표면을 연마한다(S20, S30). 이후, 1차 가공된 전면반부(10) 및 후면반부(20)를 보다 정밀하게 가공 및 연마한다(S40, S50). 이러한 1, 2차 가공에 있어 전면반부(10) 및 후면반부(20)의 외측에 H형 트러스 구조가 형성되도록 홈(16,26)을 형성시키는데, 이로 트러스 구조의 형성으로 인해 가공 및 연마 시에 소재의 휨이나 뒤틀림과 같은 변형이 발생하지 않게 되고, 이로써 소재의 평탄도를 유지할 수 있게 된다.
이와 같이 황삭 가공 및 황삭 연마된 전면반부(10) 및 후면반부(20)는 정삭 가공 및 정삭 연마 단계를 거쳐 보다 정밀하게 가공, 연마된다(S60, S70). 정삭 가공 및 정삭 연마 단계에서도 마찬가지로, 전면반부(10) 및 후면반부(20)의 외측에 형성된 트러스 구조로 인해 소재 변형이 최소화 된다.
이후, 전면반부(10) 및 후면반부(20)를 1차 래핑하는 단계(S80)를 거친 후, 슬릿형 토출구(40)를 형성하는 리브(12,22)의 외측을 테프론 코팅한다(S90). 이와 같이 리브(12,22)의 외측을 테프로 코팅함으로써 상기 슬릿형 토출구(40)를 통해 분사되는 감광액이 리브(12,22)에 들러붙는 현상이 방지된다.
그러나, 테프론 코팅 과정을 통해 전면반부(10) 및 후면반부(20), 특히 리브(12,22)에 변형이 발생하게 되므로, 이를 보정하기 위하여 최종적으로 전면반부 및 후면반부를 연마한다(S100).
이와 같은 과정을 거친 전면반부(10) 및 후면반부(20)는 2차 래핑(lapping) 및 폴리싱(polishing) 단계를 통해 평탄도와 조도를 완성시킨다(S80). 이후 세정단계(S90)를 거쳐 앞서 설명한 바와 같이 체결 수단에 의해 전면반부(10)와 후면반부(20)를 결합시킨다(S100).
한편, 본원발명에 따른 슬릿 노즐 장치(100)를 사용하여 액정표시판넬과 같은 기판에 감광액을 도포하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도시되지 않은 감광액 공급장치에서 유입관(18) 및 유입구(13)를 통해 챔버(14)에 감광액을 공급한다. 챔버(14)에 공급된 감광액은 컨버징 섹션(15)을 거쳐 슬릿형 토출구(40)로 공급되고, 이후 기판표면에 분사된다.
이때, 슬릿 노즐 장치(100)는 기판의 폭방향과 나란하게 배치되어 기판의 길이방향을 따라 이동함으로써 기판에 면 형태로 감광액을 도포한다.
이후, 기판을 회전시킴으로써 원심력에 의해 기판 전체에 감광액이 도포되게 된다. 따라서 기판에 노즐을 통해 감광액을 떨어뜨린 후 기판을 회전시키는 종래의 스핀 코팅 방법에 비해 감광액이 보다 빠르게 기판 전체에 도포될 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 설명된 본원발명에 따른 감광액 도포용 슬릿 노즐 장치 및 제조방법과 이를 이용한 감광액 도포방법에 의하여,
(1) 감광액이 공급된 후 최단시간 내에 기판을 회전시킴으로써, 회전이 정지하여 원심력이 작용하지 않게 된 후나 시간의 경과에 따른 표면장력의 영향에 의해 기판 주변부에서 감광액의 두께가 불균일하게 되는 현상을 방지하여 감광액이 기판 표면에 균일하게 도포될 수 있게 된다.
(2) 슬릿 노즐 장치를 형성하는 전면반부 및 후면반부의 외측에 트러스 구조를 형성함으로써, 슬릿 노즐 장치를 형성하기 위한 소재 가공시에 있어서, 가공시 발생하는 열 등에 의해 초래되는 소재의 휨이나 뒤틀림 현상을 억제하여 슬릿 노즐 장치의 평탄도가 저하되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
(3) 챔버의 폭이 전면반부의 중심에서의 거리에 반비례하여 감소되도록 형성함으로써, 챔버에 공급된 감광액이 슬릿 노즐 장치의 길이방향을 따라 전체적으로 균일한 압력으로 분사될 수 있게 된다.
(4) 특히, 위의 (2)와 (3)에 따라 감광액이 기판에 균일하게 도포될 수 있게 되므로, 감광액의 사용량을 현저히 절감할 수 있게 된다.
마지막으로, 본원발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본원발명의 기술 사상이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
Claims (4)
- 감광액 등을 도포하기 위한 슬릿 노즐 장치에 있어서,서로 결합하여 감광액을 분사하기 위한 슬릿 노즐 장치를 형성하는 전면반부와 후면반부 및 상기 두 반부의 간격을 유지하기 위한 갭 스페이서를 포함하고,상기 전면반부의 후면반부 결합측에는 감광액를 수용하기 위한 챔버가 길이방향을 따라 형성되며,상기 챔버로 감광액을 공급하기 위하여, 상기 챔버와 연통되는 감광액 유입구가 상기 전면반부의 일측에 형성되어 있으며,상기 전면반부 및 후면반부의 하부에는 슬릿형 토출구를 형성하기 위한 리브부가 형성되며,상기 전면반부 및 후면반부에는, 각각의 결합측에 대향하는 외측면에 H형 트러스 구조를 형성하기 위한 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 슬릿 노즐 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 유입구가 상기 전면반부의 상부 중앙에 형성되어 있으며,상기 챔버의 폭이 상기 전면반부의 중심에서의 거리에 반비례하여 감소하는 것을 특징으로 하는 슬릿 노즐 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 슬릿 노즐 장치 제조 방법에 있어서,(a) 전면반부와 후면반부를 형성하기 위한 소재를 열처리하는 단계;(b) 상기 전면반부 및 후면반부 각각에 대하여 그 결합측에 대향하는 외측면에 H형 트러스 구조가 형성되도록, 열처리된 상기 전면반부 및 후면반부의 소재를 가공하는 1차 가공 단계;(c) 1차 가공된 상기 전면반부 및 후면반부를 연마하는 1차 연마단계;(d) 상기 전면반부 및 후면반부를 2차 가공하는 단계;(e) 2차 가공된 상기 상기 전면반부 및 후면반부를 연마하는 2차 연마단계;(f) 상기 전면반부 및 후면반부를 정삭 가공하는 정삭 가공단계;(g) 정삭 가공된 상기 상기 전면반부 및 후면반부를 정삭 연마하는 정삭 연마단계;(h) 상기 전면반부 및 후면반부를 1차 래핑하는 단계;(i) 상기 전면반부 및 후면반부의 리브를 테프론 코팅하는 단계;(j) 상기 전면반부 및 후면반부의 최종 연마 단계;(k) 상기 전면반부 및 후면반부의 2차 래핑 및 폴리싱 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿 노즐 장치 제조 방법.
- 액정표시장치의 기판 등에 감광액을 도포하는 방법에 있어서,(a) 슬릿 노즐 장치를 통해 기판의 전체 폭에 걸쳐 기판의 길이방향을 따라 기판 표면에 감광액을 도포하는 단계;(b) 감광액이 도포된 기판을 회전시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광액 도포 방법
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