KR20070024453A - 스페이서 시트, 스페이서 시트를 이용하여 제조한 제품 및판형상물의 수송방법 - Google Patents
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Abstract
한 장의 판형상물 표면 또는 복수의 판형상물 사이에 배치되는 스페이서 시트로서, 스페이서 시트 면적보다 작은 접촉 면적으로 판형상 구조물과 접촉하는 스페티서 시트가 얻어진다. 스페이서 시트의 판형상물에 대한 접촉 면적 비율은 50% 이하가 바람직하고, 20% 이하가 보다 바람직하며, 10% 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 볼록부 및 오목부의 패턴 형상 및 형상 방향을 적절하게 선택함으로써, 스페이서 시트가 접촉하는 유리 기판 등의 판형상체의 표면으로의 유기물 전사 혹은 먼지 부착이 생기는 것을 방지하는 동시에, 박리시의 정전기 발생을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 정밀 장치용 기판이나 정밀 장치용 부재 등의 판형상물을 반송, 보관할 때에, 손상, 먼지 부착이나 유기물 오염으로부터 판형상물의 표면을 보호할 목적으로 사용되는 스페이서 시트(spacer sheet) 및 상기 스페이서 시트를 이용한 판형상물의 수송 방법에 관한 것이다.
반도체나 액정 디스플레이 등, 전자 기기의 고성능화에 따라, 그들의 제조에 사용되는 실리콘, 유리, 플라스틱 등의 기판이나, 장치용 부재에 사용되는 세라믹, 금속 재료 등의 판형상물을 반송, 보관시에 발생하는 불량이 문제화되고 있다.
반송, 보관시에 판형상물에 발생하는 불량으로서는, 물리적인 손상, 먼지 부착이나, 유기물 오염, 정전기 등이 있고, 그 판형상물을 이용하는 제품의 제조시 제품 비율에 크게 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
예를 들면, 반도체 장치에 사용되는 실리콘 웨이퍼나 액정 기판에 사용되는 유리 기판은, 반송 및 보관시의 오염이 그들의 기판상에 제작되는 MOSFET나 TFT 등의 장치의 성능을 크게 저하시키기 때문에, 수납 후에 철저히 세정되어 사용되고 있다.
그러나, 장치의 고성능화, 미세화에 따라, 기판에 더욱 정밀한 세정이 필요하게 되고 세정 공정이 복잡해져서, 생산성 저하의 요인으로 되고 있다.
이러한 가운데, 세정 공정을 간소화하는 여러 가지의 세정 기술이 발명되어 있지만 유기물이나 쓰레기의 흡착량이 많으면, 세정 시간이 길어지고, 세정 부족이 발생하는 등의 문제가 발생하고 있다.
또한, 반송 용기를 밀폐 용기화하고, 반송, 보관시의 오염을 발생시키지 않는 것이 고안되어 있지만, 기판 접촉에 의한 손상의 문제에서부터 카세트 등을 이용한 비접촉 반송으로 반송 및 보관되기 때문에 용기 내에 공극이 많아져서, 용기의 용착이 커지고 반송 및 보관 비용을 증대시키는 원인이 된다.
특히, 액정용 유리 기판의 경우, 기판 면적은 확대의 일로를 걷고 있어, 이에 따라, 액정용 유리 기판을 반송하는 반송 용기의 크기도 증가하는 경향이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 스페이서 시트를 이용하여, 복수의 판형상물을 서로 중첩시켜 반송하는 방법이 고안되어 있다. 이러한 반송 방법은, 예컨대 일본 특허 공개 공보 제 2002-121835 호(이하, 문헌 1이라 함)나 일본 특허 공개 공보 제 1994-316432 호(이하, 문헌 2라 함)에 기재되어 있다.
문헌 1에는, 판형상물 사이에 양호한 통풍성을 확보하기 위해서 한 면에 높이 0.5∼2.5mm의 요철 형상을 형성한 스페이서 시트로서, 돌기 밀도가 큰 영역과 작은 영역이 혼재하는 것을 특징으로 하는 스페이서 시트가 개시되어 있다.
또한 문헌 2에는, 트리폴리인산나트륨을 0.1중량% 이상 포함하는 유리용 합지가 개시되어 있다.
이들의 스페이서 시트 또는 유리용 합지를 이용하는 반송 방법에 의하면, 판형상물을 중첩시켜 반송을 수행할 수 있어 용적을 대폭 절약할 수 있기 때문에, 반송 및 보관 효율이 극적으로 향상하여, 비용 저감에 크게 기여한다.
발명의 요약
문헌 1의 경우, 스페이서 시트에 포함되는 유기물 성분의 판형상물로의 전사(轉寫)에 있어서는 고려되어 있지 않고, 특히 유기물의 전사가 판형상물의 성능에 영향을 미치는 용도로는 사용할 수 없는 문제가 발생한다. 특히, 문헌 1에 나타낸 스페이서 시트를 반도체 용도, 표시 장치 용도, 광학 관련 제품 용도, 반도체 및 표시 장치 제조 장치 용도 등에 응용하는 것이 곤란하다는 것을 본원 발명자는 알아내었다.
또한 문헌 2의 경우, 주원료로 종이가 사용되고 있고, 종이로부터 전사된 유기물이나, 발생하는 종이가루 등의 먼지가 판형상물에 부착되는 문제가 발생하여, 반송 대상물을 정성들여 세정하는 것이 불가결해진다.
또한, 트리폴리인산나트륨 등의 알칼리 금속 성분을 합지 중에 함유하기 때문에, 표면에 흡착하는 알칼리 금속 성분이 문제가 되는 무알칼리 유리나 반도체 기판 등, 알칼리 금속 성분에 의해 성능이 현저히 열화해 버리는 용도에는 이용할 수 없는 문제를 발생한다.
또한, 상술한 종이제 스페이서 시트(유리용 합지)를 이용한 경우, 스페이서 시트를 대상물 표면에 밀착시켜 이용하기 때문에, 사용시에 스페이서 시트를 박리할 때에 대량의 정전기가 발생하는 문제가 생긴다. 또한, 이와 같이 정전기가 발생하면, 대상물 표면에 주변 분위기의 찌꺼기나 먼지 등을 끌어당겨 흡착시켜, 세정을 곤란하게 하는 문제도 발생한다.
특히, 반도체 기판이나 유리 기판 또는 이들을 이용한 제품 등, 장치 성능을 유지하기 위해서 건조 분위기로 취급하는 것을 할 수밖에 없는 대상물의 경우, 정전기의 문제는 특히 현저하다. 문헌 2에 개시된 기술에는, 이와 같은 문제점이 있다는 것을 본원 발명자는 알아내었다.
본 발명은 상술한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 판형상물의 오염원인이 되는 유기물 전사나 찌꺼기의 부착, 정전기의 발생 등을 억제하기 위하여, 스페이서 시트와 판형상물의 접촉 면적에 착안하여 형상을 고안한 것으로, 오염을 억제시키는 것이 가능한 스페이서 시트를 제공하는 동시에, 그것을 이용한 판형상물의 반송 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 오염원인이 되는 유기물 전사의 지극히 적은 스페이서 시트를 이용하여, 단독의 판형상물 또는 복수의 판형상물을 서로 밀착시켜 수송, 보관하는 것으로, 수송 및 보관시의 공간을 대폭 축소할 수 있는 단독 또는 복수의 판형상물의 수송 또는 보관 방법을 제공하는 것에 있다.
여기서, 스페이서 시트란 판형상물의 한 면 또는 양면에 배치되어 상기 판형상물을 보호하는 기능을 갖는 시트 형상의 물품을 말한다. 스페이서 시트는 단독 의 판형상물의 한 면 또는 양면, 또는 복수의 판형상물의 한 면 또는 양면 및/또는 사이에 배치된다. 스페이서 시트는 시트에 판형상물을 보호하는데 적합한 형상을 부여한 것이다.
본 발명의 스페이서 시트는 단독의 판형상물 표면 또는 복수의 판형상물 사이에 배치되는 스페이서 시트로서, 상기 판형상물과 상기 스페이서 시트가 접촉하는 접촉 면적을 S1로 하고, 상기 스페이서 시트의 접촉면측의 면적을 S2로 할 때, S1<S2의 관계를 만족하고, 상기 판형상물로의 유기물 부착 방지 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 유기물 부착 방지 구조란 스페이서 시트 표면과 판형상물 사이에 비접촉인 부분을 생기게 하는 모든 구조를 말한다.
또한 상기 스페이서 시트 표면에는 패턴 형성이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
스페이서 시트의 표면에 형성되는 패턴 형상은 스페이서 시트의 강도를 유지하면서, 기판과의 접촉 면적을 저감할 수 있는 구조이면 좋지만, 제조 비용도 포함시킨 관점에서 주기 패턴인 것이 바람직하고, 스페이서 시트 표면에 수직인 방향으로부터 본 상기 패턴은 평행사변형을 기본 패턴으로 하는 주기 패턴인 것이 보다 바람직하며, 상기 평행사변형은 마름모꼴인 것이 특히 바람직하다.
또한, 본 발명의 스페이서 시트는, 스페이서 시트를 떼어내는 방향의 스페이서 세트 표면으로의 사영 성분과, 상기 마름모꼴의 변과 이루는 각도를 θ로 한 경우, θ≠ O°인 것이 바람직하다.
상기 기본 패턴을 형성하는 평행사변형 내지 마름모형 형상의 긴 대각선은 스페이서 시트의 긴 변과 대략 평행한 것이 바람직하다.
그리고, 상기 기본 패턴을 형성하는 평행사변형 내지 마름모형 형상의 긴 대각선은 스페이서 시트를 떼어내는 방향의 스페이서 시트로의 사영 성분과 대략 평행한 것이 바람직하다.
또한, 떼어내는 방향의 스페이서 시트로의 사영 성분은 스페이서 시트의 긴 변 방향인 것이 바람직하다.
그리고, 스페이서 시트의 떼어내는 방향과 스페이서 시트면이 이루는 각도가 90°보다 작은 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 스페이서 시트는 상기 기본 패턴의 주변부가 볼록부를 형성하고, 상기 기본 패턴의 주변부로 둘러싸인 면이 오목부를 형성하고, 상기 볼록부가 상기 판형상물에 접촉하는 것이 바람직하다.
본 발명의 스페이서 시트는 망형상이어도 좋고, 이 경우 망을 구성하는 구조부를 볼록부, 망의 개구부를 오목부로 정의할 수 있다.
또한, 복수의 판형상물 사이에 배치되는 스페이서 시트에 있어서, 상기 스페이서 시트의 구성 재료는 상기 판형상물로의 유기물 부착이 적은 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 스페이서 시트는 복수의 판형상물 사이에 배치되는 스페이서 시트인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 스페이서 시트는, 표면 패턴의 형성을 용이하게 할 수 있기 때문에, 상기 스페이서 시트의 구성 재료는 적어도 유기물을 포함하는 것이 바람직 하고, 수지인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 스페이서 시트는, 곤포 대상으로 되는 판형상물의 세정을 쉽게 하는 관점에서, 상기 판형상물로의 유기물 전사량이 1OOng/cm2 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 판형상물로의 전사 유기물의 분자량은 10000 이하인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 판형상물은 본 발명의 스페이서 시트를 이용하여 반송되는 것이면 좋고, 유리 기판(액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 및 플라즈마 디스플레이 등의 플랫 패널 제조용의 것을 포함함), 반도체 제조용 실리콘 기판, 반도체 기판, 수지 기판, 프린트 기판 등의 회로 기판, 프린트 배선 기판, 플레이트 등의 세라믹 기판, 플레이트 등의 금속 기판, 플라스틱 기판, 회로기판, 자기 기록 기판, 광학 기록 기판 및 광자기 기록 기판 등의 기판류; 렌즈 시트, 프리즘 시트, 위상차 필름, 휘도 향상 시트, 시야 확대 시트, 전자파 쉴드 시트, 확산 시트, 렌티큘러 렌즈 시트 및 반사 시트 등의 광학 시트류; 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 및 플라즈마 어드레스 표시 장치 등의 표시 장치; 도광판, 반사판, 편광판, 위상차판, 확산판, 렌즈, 프리즘 등의 광학 성형 부품; 반도체 장치; CD, DVD, MO 및 하드 디스크 등의 기록 미디어용 유리; 반도체나 플랫 패널 디스플레이 등의 디바이스 장치 스테이지; 및 성형 세라믹판 등의 세라믹 응용품; 등을 들 수 있고, 이들 중에서도 유리 기판, 반도체 기판, 수지 기판, 프린트 배선 기판, 세라믹 기판, 표시 장치, 반도체 장치, 도광판, 반사판, 렌즈 시트, 프리즘 시트, 위상차판, 편광 판, 회로 기판, 자기 기록 기판, 광학 기록 기판, 광자기 기록 기판 및 성형 세라믹판에 적합하게 이용되고, 유리 기판에 특히 적합하게 이용된다. 상기 판형상물을 본 발명의 스페이서 시트를 이용하여 반송하는 것으로, 신뢰성의 향상이나 후속 공정의 세정의 경감 등을 도모할 수 있다.
본 발명에 있어서의 스페이서 시트와 판형상물의 접촉면은 스페이서 시트의 구성에 의해 다르지만, 표면과 이면을 관통하는 개구가 없는 단순한 시트 형상과, 망형상 시트 형상의 2종류로 크게 구별할 수 있다.
전자에 있어서는, 접촉면은 이하에 의해 정의된다.
우선, 스페이서 시트의 단변 방향의 길이를 W라고 할 때 측정 곡선의 기준 길이를 W로서, 스페이서 시트 한쪽 표면의 JIS BO601-1994로 정의되는 진폭 분포 곡선을 취한다.
분할수를 n으로 하여, 측정 곡선의 가장 정상부와 가장 낮은 골짜기의 거리를 D로 한 경우에 n= D/Ra로 한다.
Ra는 JIS B0601-1994로 정의되는 산술평균 거칠기로 한다.
도 1의 하부에 도시하는 바와 같이, 돌기부를 갖는 스페이서 시트(10)의 경우, 도 1의 상부에 확대하여 도시하는 바와 같이, 스페이서 시트 한쪽 표면의 진폭 분포 곡선은 각 돌기부(10)의 정상부와 바닥부로 2개의 피크를 이루고, 이들 2개의 피크 중 판형상물측을 제 1 피크(11)로 하고, 스페이서 시트측을 제 2 피크(12)로 한다.
이 때, 제 1 피크(11)측에 존재하는 스페이서 시트 표면을 접촉면(Sc)으로 정의한다.
한편, 도 2에 도시하는 바와 같이, 선재를 종횡으로 직조하여 형성되는 망형상 시트(15)의 경우, 접촉면은 이하에 의해 정의된다.
스페이서 시트 구조부의 Ra 및 스페이서 시트 구조부 두께(T)를 측정한다.
기준 평판(16) 상에 스페이서 시트(15)를 탑재했을 때의 기준 평판 표면을 0로 하고, 스페이서 시트 표면에서 Ra 만큼 그 내부측에 들어간 높이, 즉 T-Ra의 위치를 계측선으로 하고, 이 계측선과 스페이서 시트 구조부가 교차하여 형성되는 영역을 접촉면으로 한다.
이 때, JIS B0601-1994에 규정되는 국부 정상부의 평균 간격의 10배를 넘는 비교차부는 접촉면으로만 이루어지지 않는다.
양자에 있어서, 스페이서 시트 면적이란 오목부 또는 개구부를 포함하는 시트 전체의 면적이다.
패턴은 불규칙이거나 규칙적이어도 좋지만, 제조 비용의 면에서 규칙적인 주기 패턴인 것이 바람직하고, 스페이서 시트 표면에 수직인 방향으로부터 본 형상은 평행사변형을 기본 패턴으로 하는 주기 패턴인 것이 보다 바람직하며, 상기 평행사변형은 마름모꼴인 것이 특히 바람직하다.
이와 같이 함으로써, 기계적 강도를 유지하면서 박리시의 발생 정전기량을 최소로 할 수 있다.
본 발명의 스페이서 시트에 이용하는 수지로서는, 열경화성, 열가소성을 막 론하고 전사 유기물량이 적은 것이 바람직하며, 유기물 전사량이 1OOng/cm2 이하의 것이 특히 바람직하다. 또한, 전사 유기물의 분자량은 10000 이하인 것이 바람직하고, 1000 이하인 것이 보다 바람직하며, 100 이하인 것이 특히 바람직하다.
또한, 비용이나 생산성을 고려하면 열가소성인 것이 바람직하다.
열가소성 수지의 구체적인 예로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 폴리스틸렌, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리시클로올레핀 등이 예시된다.
상기 열가소성 수지의 중에서도, 특히 유기물 전사량이 적고 필름으로서의 성능이 우수하기 때문에, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 및 폴리시클로올레핀이 바람직하고, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 및 폴리시클로올레핀이 보다 바람직하며, 폴리올레핀 및 폴리시클로올레핀이 특히 바람직하다.
또한, 폴리에스테르로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하다.
또한, 폴리올레핀으로서는 폴리에틸렌이 바람직하다.
본 발명에서 판형상물이란 판형상의 것이다. 판형상이란 얇은 형상이고, 물품의 길이방향의 길이 및 이에 수직인 방향의 길이가 가까운 방향 길이(두께)보다 충분히 긴 형상을 말한다. 길이 방향 및 이에 수직인 방향을 포함하는 면은 평면이거나 곡면이어도 좋고, 단차를 갖고 있어도 좋다.
또한, 판형상물은 본 발명의 스페이서 시트를 필요로 하는 보호 대상면을 그 일부로서 갖고, 전체로서 판형상이 아닌 부분을 가지는 구조여도 좋다.
판형상물로서는 (판형상물의 길이 방향의 길이 및 이에 수직인 방향의 길이의 평균값)/(판형상물의 두께가 최대인 개소에서의 두께)가 바람직하게는 3 이상, 보다 바람직하게는 10 이상, 더욱 바람직하게는 100 이상, 특히 바람직하게는 1000 이상의 것이 적합하게 이용된다.
기판 등의 판형상물에 본 발명의 스페이서 시트를 사이에 두어 밀착 곤포하고, 이것을 운반하여 운반 후에 곤포를 개봉할 때에 스페이서 시트를 제거하는 조작이 수행된다. 이것을 본원에서는 떼어내기라 칭한다. 떼어내는 방향에 있어서는, 스페이서 시트면에 대하여 완전히 수직하게 떼어내는, 즉 시트 전체를 들어올리도록 떼어내는 것은 실제적이 아니기 때문에, 스페이서 시트를 단부로부터 일방향으로 잡아당김으로써 떼어내기를 수행하는 것이 효율적이다. 본 발명에서는 이 방향을 떼어내는 방향이라고 한다. 떼어내는 방향과 스페이서 시트면이 이루는 각도는 90°보다도 작은 것이 바람직하다. 또한, 그 방향은 스페이서 시트면에 대해 평행이 아니고, 떼어내는 방향의 스페이서 시트로의 사영 성분을 스페이서 시트의 긴 변 방향으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 작업자가 1점을 가져 떼어내기를 수행하는 경우에는, 시트의 각부에서 대각선 방향으로 향하여 떼어내는 것이 바람직하며, 로봇 등을 이용하여 기계적으로 떼어내기를 수행하는 경우에는 이웃이 되는 각부 2점을 유지하여 시트의 주변부 방향으로 떼어내는 것이 바람직하다. 정전기 제거의 관점에서는, 떼어내는 방향에 대해 수직하게 긴 접촉면이 있으면 그 라인을 떼어내는 순간에 순간적으로 대량의 정전기가 발생하기 때문에, 떼어내는 방향과 라인의 방향은 평행하지 않은 쪽이 바람직하다.
또한, 스페이서 시트가 표면에 평행사변형을 기본 패턴으로 하는 주기적 패턴을 갖는 경우, 떼어내는 방향의 스페이서 시트로의 사영 성분과, 상기 평행사변형의 긴 대각선은 대략 평행한 것이 정전기 방지의 관점에서 바람직하다.
또한, 대략 평행이란 사영 성분과 긴 대각선의 이루는 각이 30°이하, 바람직하게는 10°이하, 특히 바람직하게는 3°이하인 것을 말한다.
본 발명의 스페이서 시트에 의하면, 단독의 판형상물 표면 또는 복수의 판형상물 사이에 배치되었을 때, 상기 판형상물과의 접촉 면적(Sl)은 스페이서 시트의 접촉면측의 면(S2)에 비해 작다. 그 때문에, 판형상물을 고밀도로 적층 또는 곤포하면서, 표면을 보호하여 박리시의 발생 정전기량을 저감할 수 있다. 즉, 곤포 체적을 축소하면서 찌꺼기의 부착 등을 감소할 수 있기 때문에, 신뢰성 등을 떨어뜨리지 않고서 수송 비용 등을 저감할 수 있다.
또한 본 발명의 스페이서 시트가 바람직한 형태로서 표면에 패턴이 형성되어 있는 경우, 기계적 강도를 유지하면서 판형상물과의 접촉 면적을 축소할 수 있다.
또한, 복수의 판형상물 사이에 배치되는 스페이서 시트에 있어서, 상기 스페이서 시트의 구성 재료는 상기 판형상물로의 유기물 부착이 적기 때문에, 판형상물에 유기물에 의한 오염을 발생하는 일이 없고, 상기 판형상물의 신뢰성의 향상이나, 후속 공정에 있어서의 세정 비용의 삭감 등에 기여할 수 있다. 또한 본 발명의 스페이서 시트는 바람직한 형태로서 수지 등의 유기물에 의해 구성되어 있는 경우, 저비용으로 표면 패턴의 형성을 할 수 있다.
본 발명의 스페이서 시트에 의하면, 유리 기판, 반도체 기판, 수지 기판, 프린트 배선 기판, 세라믹판 및 세라믹 응용 제품, 금속 기판, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, 플라즈마 어드레스 표시 장치, 반도체 장치, 도광판, 반사판, 렌즈 시트, 프리즘 시트, 편광판, 회로 기판, 자기 기록 기판, 광학 기록 기판, 광자기 기록 기판, 성형 세라믹판, 위상차 필름, 휘도 향상 시트, 시야 확대 시트, 전자파 쉴드 시트, 확산판, 확산 시트, 렌티큘러 렌즈 시트, 반사 시트 등의 광학 시트류, 렌즈, 프리즘으로 한 광학 성형 부품 등을 저렴하게 고집적할 수 있고, 또한 유기물이나 찌꺼기의 부착에 의한 오염을 발생시키지 않기 때문에, 신뢰성의 향상이나 후속 공정의 세정의 경감 등을 도모할 수 있다.
어떻든 간에 본 발명에 의하면, 오염원인이 되는 정전기나, 유기물 전사를 억제할 수 있는 판형상물의 반송 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 스페이서 시트를 이용하여 수송된 각종 기판을 이용하여 제조한 제품, 예컨대 반도체 장치, 회로 기판, 자기 기록 장치, 광학 기록 장치, 광자기 기록 장치, 도광판, 렌즈 시트, 프리즘 시트, 반사판, 편광판, 성형 세라믹판 등의 제품을 제공할 수 있다.
또한, 복수의 판형상물 사이에 본 발명의 스페이서 시트를 사이에 두고, 상기 판형상물과 스페이서 시트를 밀착시켜 수송하는 것을 특징으로 하는 판형상물의 수송 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 단순 시트 형상의 스페이서 시트에 있어서의 접촉 표면의 정의를 진폭 분포 곡선을 사용하여 설명하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 망형상 시트 형상의 스페이서 시트에 있어서의 접촉 표면의 정의를 진폭 분포 곡선을 사용하여 설명하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 스페이서 시트의 표면을 나타내는 모식도,
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 스페이서 시트의 표면을 도시한 개략도,
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 스페이서 시트의 표면을 도시한 개략도.
본 발명자 등은 오염원인이 되는 정전기나, 유기물 전사를 억제하기 위해서, 각종 스페이서 시트의 형상이나 재질을 검토하는 과정에서, 정전기 발생이나, 유기물 전사를 적게 하기 위해서는, 스페이서 시트와 판형상물과의 접촉 면적을 적게 하면 좋다는 것을 알아내고, 최적의 형상을 연구하여 재료를 선정하는 것으로, 보호되는 각종 판형상물 표면을 오염시키기 어렵게 할 수 있는 것을 밝혀내어 본 발명에 고안했다. 이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 스페이서 시트의 형상을 나타내는 부분 개략 단면도이다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 스페이서 시트의 표면에는 극소의 볼록부(또는 구조부) 및 오목부(또는 개구부)가 형성되어 있다.
볼록부 및 오목부의 높이는 통상 1mm 이하이고, 0.5mm 이하인 것이 바람직하며, O.1mm 이하인 것이 보다 바람직하다.
볼록부 및 오목부의 높이는 특히 균일한 필요는 없지만, 될 수 있는 한 균일한 것이 바람직하다.
접촉 면적(S1)과 스페이서 시트의 접촉면측의 면적(S2)은 S1<S2를 만족하는 것이면 좋지만, S2가 S1의 2배 이상인 것이 바람직하고, 5배 이상인 것이 보다 바람직하며, 10배 이상인 것이 더욱 바람직하다.
접촉면의 배치(패턴)는 적어도 일부분이 주기적인 것이 바람직하지만, 그의 연속, 비연속은 문제되지 않는다.
접촉면은 될 수 있는 한 스페이서 시트 전체에 균일하게 분산 배치되어 있는 것이 바람직하며, 스페이서 시트의 주변부는 볼록부를 형성하는 것이 바람직하다.
스페이서 시트의 형상 부여 방법은 특히 규정되지 않지만, 통상 전사 롤에 의한 전사법, 금형을 이용한 프레스법, 압공 또는 진공 프레스법 등이 이용된다. 또한, 용제나 광분해 등에 의한 에칭법이나, 볼록부를 형성시키기 위한 뱅크 형성법도 사용가능하다. 또한, 잉크젯 등의 인쇄 기술을 이용한 인쇄법을 이용하여 볼록부의 뱅크를 형성하도록 하여도 좋다.
본 발명의 스페이서 시트의 사용 방법은 유리 기판이나 실리콘 기판 등의 단일의 판형상물에 사용하는 경우, 곤포 용기나 곤포 자루와 판형상물 사이에 끼워 사용하는 것이 바람직하다.
복수의 판형상물을 중첩하는 경우에는, 스페이서 시트를 판형상물 사이에 끼우고 사용하는 것이 바람직하다.
곤포 용기나 곤포 자루는 특히 규정하지 않지만, 밀폐성이 좋고, 용기나 자루 자체로부터의 오염이 없고, 금속, 세라믹 또는 플라스틱제 용기 또는 자루가 바람직하다. 또한, 이들 용기 또는 자루가 폴리시클로올레핀제 또는 정제된 수지제인 것이 더욱 바람직하다.
이하에, 실시예를 나타낸다.
[실시예 1]
본 발명의 실시예 1에 있어서의 스페이서 시트의 구조에 대하여 도 3을 이용하여 설명한다.
도 3은 본 실시예 1의 스페이서 시트의 구조를 나타내는 모식도이다. 도시한 스페이서 시트에는 그 양면에 받침대 형상의 볼록부(21, 22)가 엠보스법에 의해 형성되어 있다.
본 실시예에 있어서, 시트 재료로서 폴리시클로올레핀을 이용했다.
스페이서 시트의 두께는 대상으로 되는 판형상물의 형상이나 크기에 맞춰 적절히 선택할 수 있지만, 본 실시예에서는 가공성의 관점에서 시트 기재부 두께는 75㎛, 볼록부(21)의 높이는 50㎛로 했다. 또한, 볼록부(21, 22)의 상면은 1변이 10㎛인 정방 형상이다.
이 때 하나의 볼록부(21, 22)가 판형상물과 접촉하는 접촉 면적을 전술한 방 법에 의해 측정한 100㎛2로 했다.
판형상물로서 두께 0.7mm, 폭 1100mm, 길이 1300mm의 유리 기판을 이용한 경우, 접촉 면적은 794cm2이었다. 이 때 시트 면적은 14300cm2이기 때문에, 접촉 면적 비율은 5.6%가 되고, 떼어내기에 의한 정전기 발생량은 전면 접촉의 경우에 비해 약 1/20이었다.
본 실시예의 스페이서 시트가 유리 기판에 부여하는 영향을 평가하기 위해서, 종이제의 스페이서 시트에 접촉시킨 유리 기판과, 본 실시예의 스페이서 시트에 접촉시킨 유리 기판에 각각 형성된 전기 소자의 특성을 비교했다.
종이제의 스페이서 시트와 본 실시예의 스페이서 시트에 각각 접촉시킨 유리 기판을 준비하여, 그들 상에 하드 마스크법에 의해 패터닝된 Al을 스퍼터 성막하여 하부 전극으로 했다.
하부 전극 상에 절연막으로서 Si3N4막을 플라즈마 CVD법에 의해 400℃의 온도로 성막했다.
성막된 Si3N4막 표면에 A1을 스퍼터 성막하여 패터닝하는 것으로 상부 전극으로 했다.
하부 전극과 상부 전극 사이에 전압을 인가하여, 절연막이 절연 파괴할 때의 전계를 계측하여, 절연 내압으로 했다.
종이제의 스페이서 시트에 접촉시킨 유리 기판 상의 Si3N4막의 절연 내압은 1MV/cm이고, 본 실시예의 스페이서 시트에 접촉시킨 유리 기판 상의 Si3N4막의 절연 내압은 8.2MV/cm이었다.
절연 내압의 차이를 명확하게 하기 위해서, 각각의 Si3N4막의 단면을 EDX 분석한 결과, 종이제의 스페이서 시트에 접촉시킨 유리 기판 상의 Si3N4막(절연막) 중에 탄소나 산소 등의 원소가 각각 3.6 atom%, 22 atom% 관측되고, 이들이 요인으로 되어 절연 내압이 열화한 것으로 추정할 수 있다.
한편으로 본 발명의 스페이서 시트에 접촉시킨 유리 기판 상의 Si3N4막에는, 탄소나 산소 등의 원소가 관측되었다.
즉, 본 발명의 스페이서 시트는 판형상물인 유리 기판에 유기물의 전사 오염을 부여하지 않음으로써, 유리 기판 상의 절연막에는 절연 내압의 열화가 보이지 않았다.
본 실시예 1의 스페이서 시트에 의하면, 유기물의 흡착에 의한 판형상물 표면으로의 오염을 억제하면서, 동시에 떼어낼 때의 정전기 발생량을 적게 할 수 있다. 또한 도 3에서는, 볼록부(21, 22)를 시트 양면에 설치한 경우에 대하여 설명했지만, 시트 한 면에만 볼록부를 설치하여도 좋다. 이 경우, 볼록부의 상면을 평탄한 면으로 하는 것은 아니고, 볼록부 선단을 재단하고, 이에 의해 볼록부가 오목부(개구부)를 둘러싸도록 하여도 좋다. 즉, 오목부를 둘러싸는 볼록부에 의해 폐곡선(또는 다각형)을 형성하는 구성을 이용하여도 좋다. 이 구성은 접촉 면적을 저감시킬 수 있는 동시에, 기계적 강도도 유지할 수 있는 효과가 있다.
[실시예 2]
본 발명의 실시예 2에 있어서의 스페이서 시트에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다.
도 4는 본 실시예 2에 있어서의 스페이서 시트의 구조를 나타내는 모식도이다. 도시한 스페이서 시트에는, 그 표면에 마름모꼴 형상의 패턴이 롤 전사법에 의해 형성되어 있다.
마름모꼴의 주변부가 볼록부(31)를 형성하고 있고, 변에 둘러싸인 면부분이 오목부(32)를 형성하고 있다. 볼록부의 높이는 50㎛, 기재가 되는 시트부의 두께는 100㎛으로 했다.
마름모꼴의 대각선 중, 긴 쪽의 긴 대각선의 길이는 8mm, 짧은 쪽의 짧은 대각선의 길이는 4.6mm로 했다. 스페이서 시트의 떼어내는 방향의 스페이서 시트 표면으로의 사영 성분은 도면 중의 흰 화살표 방향(D)(도면의 오른쪽 방향)이며, 스페이서 시트의 긴 변 방향으로 설정했다.
이와 같이 함으로써, 스페이서 시트의 구조적 강도를 유지하면서, 일정 속도로 떼어내기를 한 경우에 단위 시간 내에 떼어내어지는 면적을 최소로 할 수 있다.
즉, 단위 시간 내의 떼어내기에 의한 정전기의 발생을 최소로 할 수 있다.
판형상물로서 두께 0.7mm, 폭 1100mm, 길이 1300mm의 유리 기판을 이용한 경우, 접촉 면적은 715cm2였다. 이 때 시트 면적은 1430Ocm2이기 때문에, 접촉 면적 비율은 5%가 되고, 떼어내기에 의한 정전기 발생량은 전면 접촉의 경우에 비해 1/20이었다.
본 실시예의 스페이서 시트에 접촉시킨 유리 기판을 이용하여, 실시예 1과 같이 Si3N4막의 절연 내압의 평가를 수행한 바, 실시예 1과 동일한 결과를 얻었다.
즉, 본 실시예 2의 스페이서 시트에 의하면, 유기물의 흡착에 의한 판형상물 표면으로의 오염을 억제하면서, 동시에 떼어내질 때의 정전기 발생량을 적게 할 수 있다.
또한, 본 실시예의 스페이서 시트는 표면에 마름모꼴 형상을 갖고 있고, 떼어내는 방향의 스페이서 시트로의 사영 성분 방향과 마름모꼴의 긴 대각선이 평행하기 때문에, 기계적 강도를 유지하면서, 국소적으로 큰 면적이 떼어내어져서 정전기가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
[실시예 3]
본 발명의 실시예 3에 있어서의 스페이서 시트에 대하여 도 5를 이용하여 설명한다.
도 5는 본 실시예 3에 있어서의 스페이서 시트의 구조를 나타내는 모식도이다. 도시한 스페이서 시트는, 일정 폭의 리본 형상 수지(41, 42)를 망형상으로 조합하여, 교차부를 용착하여 구성했다. 이 경우, 리본 폭은 5mm으로 하고, 리본 피치는 20mm으로 했다.
도시된 스페이서 시트의 경우, 교차하는 리본 형상 수지(41, 42)의 교점 위치에 판형상 구조물과의 접촉면이 형성된다. 판형상물로서 두께 0.7mm, 폭 1100mm, 길이 1300mm의 유리 기판을 이용한 경우, 접촉 면적은 894cm2이다.
이 때, 스페이서 시트 면적은 143O0cm2이기 때문에, 접촉 면적 비율은 6.3%가 되고, 떼어내기에 의한 정전기 발생량은 전면 접촉의 경우에 비해 약 1/20이었다.
[실시예 4]
실시예 1 내지 실시예 3의 각 스페이서 시트에 대하여, 또한 효과를 확인하기 위해서, 이하의 실험을 했다.
우선, 실시예 1 내지 실시예 3과 동일한 구조의 폴리시클로올레핀제 스페이서 시트 및 폴리에틸렌테레프탈레이트제 스페이서 시트와, 복수의 무알칼리 유리 기판을 준비했다. 무알칼리 유리 기판은 초순수에 오존을 2∼3ppm 첨가하여 CO2에 의해 pH를 5 정도로 조정한 CO2 첨가 오존수와, 초순수에 수소를 2∼3ppm 첨가하여 NH3에 의해 pH를 9 정도로 조정한 NH3 첨가 수소수에 의해 세정했다. 각 스페이서 시트를 2장의 무알칼리 유리 기판에 끼워 중첩시켜서 마루면에 두고, 1주일 동안 방치했다. 그 후, 각 무알칼리 유리 기판의 스페이서 시트와의 접촉면의 먼지량, 유기물 흡착량 및 부착 유기물의 분자량을 조정했다.
비교로서, 스페이서 시트로서 종이를 이용한 경우 및 표면에 패턴 형상이 없는 평탄한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 이용한 경우의 각 기판 표면에 대하여도 마찬가지로 부착 먼지량, 유기물 흡착량 및 부착 유기물의 분자량을 조정했다.
상기한 시험은 클래스 10000의 클린룸으로, 케미컬 필터의 바로 아래에서 실시했다.
무알칼리 유리 기판으로서는, 두께의 차이는 있지만 모두 세로 10cm, 가로 20cm의 직사각형 형상의 것을 사용했다.
흡착 먼지량의 측정은 스페이서 시트를 접촉시킨 무알칼리 유리 기판의 표면에 광을 횡방향으로 쬐어, 눈으로 그 표면상의 이물질의 수를 조사하는 것으로 수행했다.
유기물 흡착량은 고순도 질소 중에서 무알칼리 유리 기판을 500℃로 가열하고, 휘발 성분을 포집관으로 포집하고, 포집된 유기물을 가스 크로마토그래피 질량 분석기(GC-MS)로써 정량했다.
흡착 유기물의 분자량은 유기물 흡착 측정에 이용된 포집관 대신에 클로로포름 용액 중에 버블링함으로써 포집된 유기물을, 농축액, 분자량 10000 이하 측정용 칼럼을 장비한 겔투과크로마토그래피법(GPC)을 이용하여 측정했다.
결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
| 항목 | 실시예 | 비교예 | 참고 | ||||||
| 재질 | 폴리시클로올레핀 | 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) | 종이 | PET | 스페이서 시트 없음 | ||||
| 형상 | 도 2 | 도 3 | 도 4 | 도 2 | 도 3 | 도 4 | 평탄 | 평탄 | |
| 부착 먼지량 (개) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | >10000 | 100 | 0 |
| 흡착 유기물량 (ng/cm2) | <1 | <1 | <1 | 4 | 3 | 5 | >200 | 10 | <1 |
| 흡착 유기물의 분자량 (Mn) | - | - | - | 1000 | 1000 | 1000 | >10000 | 1000 | - |
폴리시클로올레핀제 스페이서 시트 및 폴리에틸렌테레프탈레이트제 스페이서 시트에 접촉시킨 무알칼리 유리 기판의 표면에는 부착 먼지는 관찰되지 않고 또한, 유기물 흡착량도 적었다.
비교로서 사용한 종이의 스페이서 시트에 접촉시킨 무알칼리 유리 기판의 표면에서는, 많은 먼지와 흡착 유기물이 관찰되었다.
표면 형상이 평탄한 폴리에틸렌테레프탈레이트제 스페이서 시트를 접촉시킨 무알칼리 유리 기판의 표면에서는 부착 먼지량, 유기물 흡착량은 종이보다 적었지만, 많이 관찰되었다.
본 발명에 따른 형상을 갖는 폴리시클로올레핀제 스페이서 시트와, 본 발명에 따른 형상을 갖지 않은 평탄한 폴리시클로올레핀제 스페이서 시트를 각각 유리 기판에 부착하여 강하게 박리했을 때의, 유리 기판 상의 대전 전위는 전자가 500V 이하, 후자는 10000V 이상이었다.
[실시예 5]
액정 표시 장치의 표시 패널의 스페이서 시트로서 실시예 1 내지 실시예 3에 기재된 스페이서 시트를 이용한 결과, 패널 표면으로의 찌꺼기의 부착, 유기물에 의한 오염의 부착이 지극히 적고, 제조 공정이 종료하여 세정이 곤란한 표시 패널의 출하가 용이하게 되었다.
또한, 실시예 1 내지 실시예 3으로서는 판형상 구조체와 스페이서 시트와의 접촉 면적 비율은 5.0%∼6.3%의 경우를 설명했지만, 본 발명자 등의 실험에 의하면, 50% 이하이면 좋고, 20% 이하이면 보다 바람직하며, 10% 이하이면 더욱 바람직하다.
또한, 위에서 설명한 실시예로서는 표면에 엠보스 가공을 실시함으로써 돌기를 형성하지만, 혹은 망형상으로 형성된 스페이서 시트를 사용하여 판형상 구조물 표면과의 접촉 면적을 감소시킴으로써 유기물 등의 오염 혹은 부착을 현저히 경감할 수 있는 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명에는 한정되지 않고, 예컨대 폴리시클로올레핀제 수지로 이루어진 평탄한 스페이서 시트를 판형상 구조물에 용착시킨 상태에서 수송하고 스페이서 시트를 박리할 때에, 정전기를 제거하여도 좋다. 이 경우에 있어서의 스페이서 시트를 박리할 때의 정전기를 제거하는 방법으로서, 약 한 X선을 조사하는 것이 바람직하다. 두께 0.5mm의 폴리시클로올레핀계 수지로 이루어지는 스페이서 필름을 이용하여 두께 0.7mm의 유리 기판 100장을 수송 및 보관 때문에 곤포하는 경우, 전체의 두께는 12cm에서 끝낼 수 있지만, 이것은 유리 기판끼리의 접촉을 피하여 약 2cm의 공간을 유지하도록 한 경우의 전체의 두께 210cm의 약 20분의 1이며, 절약 공간에서 찌꺼기, 수분 및 유기물의 오염 없이 유리 기판을 수송 및 보관할 수 있다.
본 발명을 유기 EL 디스플레이 패널, 플라즈마 디스플레이 패널, 반도체 기판, 세라믹 기판, 금속 기판, 회로 기판, CD, DVD, MO, 하드 디스크 기판, 프리즘 시트, 렌즈 시트, 위상차 필름, 휘도 향상 시트, 시야 확대 시트, 전자파 쉴드 시트, 도광판, 확산판, 확산 시트, 렌티큘러 렌즈 시트, 반사 시트, 렌즈, 프리즘에 적용하여 시험을 한 결과, 표면으로의 쓰레기의 부착, 유기물에 의한 오염의 부착이 지극히 적고, 제품의 신뢰성이 향상하는 것을 알았다.
Claims (15)
- 단독의 판형상물 표면 또는 복수의 판형상물 사이에 배치되는 스페이서 시트에 있어서,상기 판형상물과 상기 스페이서 시트가 접촉하는 접촉 면적을 S1로 하고, 상기 스페이서 시트의 접촉면측의 면적을 S2로 할 때, S1<S2의 관계를 만족하고, 상기 판형상물로의 유기물 부착 방지 구조를 갖는 것을 특징으로 하는스페이서 시트.
- 제 1 항에 있어서,상기 스페이서 시트 표면에는 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는스페이서 시트.
- 제 2 항에 있어서,스페이서 시트 표면에 수직인 방향으로부터 본 상기 패턴은 평행사변형을 기본 패턴으로 하는 주기적 패턴인 것을 특징으로 하는스페이서 시트.
- 제 3 항에 있어서,상기 평행사변형은 마름모꼴인 것을 특징으로 하는스페이서 시트.
- 제 1 항에 있어서,상기 스페이서 시트의 떼어내는 방향과 스페이서 시트면이 이루는 각도가 90°보다도 작은 것을 특징으로 하는스페이서 시트.
- 제 3 항에 있어서,상기 기본 패턴의 긴 대각선은 스페이서 시트 떼어내는 방향의 스페이서 시트로의 사영 성분과 대략 평행한 것을 특징으로 하는스페이서 시트.
- 제 3 항에 있어서,상기 기본 패턴의 주변부가 볼록부를 형성하고, 상기 기본 패턴의 주변부에서 둘러싸는 면이 오목부를 형성하며, 상기 볼록부가 상기 판형상물에 접촉하는 것을 특징으로 하는스페이서 시트.
- 제 1 항에 있어서,복수의 판형상물 사이에 배치되는 스페이서 시트인스페이서 시트.
- 제 1 항에 있어서,상기 스페이서 시트의 구성 재료는 적어도 유기물을 포함하는 것을 특징으로 하는스페이서 시트.
- 제 9 항에 있어서,상기 유기물은 수지인 것을 특징으로 하는스페이서 시트.
- 제 1 항에 있어서,상기 판형상물로의 유기물 전사량은 1OOng/cm2 이하인 것을 특징으로 하는스페이서 시트.
- 제 1 항에 있어서,상기 판형상물로의 전사 유기물의 분자량은 10000 이하인 것을 특징으로 하는스페이서 시트.
- 제 1 항에 있어서,상기 판형상물은 유리 기판, 반도체 기판, 수지 기판, 프린트 배선 기판, 세라믹 기판, 표시 장치, 반도체 장치, 도광판, 반사판, 렌즈 시트, 프리즘 시트, 위상차판, 편광판, 회로 기판, 자기 기록 기판, 광학 기록 기판, 광자기 기록 기판, 성형 세라믹판 중 어느 것을 특징으로 하는스페이서 시트.
- 제 1 항에 기재된 스페이서 시트를 이용하여 수송되는 기판을 이용하여 제조한 제품.
- 복수의 판형상물 사이에 청구항 8의 스페이서 시트를 사이에 두고, 상기 판형상물과 스페이서 시트를 밀착시켜 수송하는 것을 특징으로 하는판형상물의 수송 방법.
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