KR20070097741A - 폴리이미드막 도포 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리이미드막 도포 장치 및 그 방법이 제공된다. 폴리이미드막 도포 장치는 인쇄 테이블, 잉크젯 헤드, 폴리이미드액 공급 탱크, 와이퍼, 세정액 공급 탱크, 잉크젯 헤드와 맞닿는 와이퍼의 일면과 접촉되도록 설치되어 와이퍼에 잔존하는 세정액을 제거하는 와이퍼 세정 바를 포함한다. 폴리이미드막 도포 방법은 어레이 기판 또는 컬러 필터 기판이 놓여지는 단계와, 폴리이미드액 공급 탱크에 로딩시키는 단계와, 폴리이미드액을 기판 상에 분사하는 단계와, 와이퍼가 잉크젯 헤드의 노즐들을 닦아내는 단계와, 세정액이 채워진 용기를 세정액 공급 탱크에 로딩시키는 단계와, 와이퍼를 회전시켜 세정액에 담기도록 하는 단계와, 와이퍼가 와이퍼 세정 바와 접촉되도록 다시 회전하면서 와이퍼에 잔존하는 세정액이 제거되는 단계를 포함한다.
잉크젯, 와이퍼, 폴리이미드막, 액정 표시 장치

Description

폴리이미드막 도포 장치 및 그 방법{Apparatus and method for coating polyimide layer on the glass}
도 1은 종래 기술에 따른 폴리이미드막 도포 장치의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리이미드막 도포 장치의 구성도이다.
도 3은 도 2의 와이퍼 및 와이퍼 세정 바의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리이미드막 도포 방법의 흐름도이다.
도 5 내지 도 8은 도 4의 각 단계를 설명하기 위한 도면이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100: 인쇄 테이블 101: 압력 탱크
102: 폴리이미드액 공급 탱크 103: 세정액 공급 탱크
110: 잉크젯 헤드 111: 노즐(Nozzle)
120: 기판 130: 와이퍼
140: 와이퍼 세정 바
본 발명은 폴리이미드막 도포 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잉크젯 방식을 이용한 폴리이미드막 도포 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 상하부의 투명 절연 기판인 컬러 필터 기판과 어레이 기판 사이에 이방성 유전율을 갖는 액정층을 형성한 후, 액정층에 형성되는 전계의 세기를 조정하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키고, 이를 통하여 컬러 필터 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표현하는 표시 장치이다. 액정 표시 장치로는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 스위칭 소자로 이용하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(TFT LCD)가 주로 사용되고 있다.
이와 같은 액정 표시 장치는 화상을 표시하는 액정 패널과, 구동 신호를 인가하여 액정 패널을 구동하는 구동부로 크게 구분되며, 액정 패널은 일정한 간격을 두고 합착된 컬러 필터 기판 및 어레이 기판과, 두 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다.
액정 패널의 컬러 필터 기판과 어레이 기판은 수 차례의 마스크 공정을 거쳐 제조되는데, 마스크 공정이 끝난 다음 두 기판을 합착하기 이전에 두 기판 상에 액정 분자를 일정한 방향으로 배열시키기 위한 폴리이미드막을 도포하는 공정이 진행된다.
폴리이미드막 도포 공정에는 스핀, 스프레이, 잉크젯 방식 등 여러 가지 방식이 적용될 수 있는데, 잉크젯 방식을 이용한 폴리이미드막 도포 장치의 경우에는 폴리이미드액을 공급 받아 기판 상에 분사하는 복수의 잉크젯 헤드들을 사용하게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 폴리이미드막 도포 장치의 문제점을 설명하기 위한 도면으로서, 잉크젯 방식에서 잉크젯 헤드(10)의 상태에 따른 문제점을 도시하고 있다.
잉크젯 헤드(10)는 기판이 놓인 인쇄 테이블의 상부에서 일정한 방향으로 움직이면서 폴리이미드액을 분사하여 기판 상에 폴리이미드막을 도포하는 폴리이미드막 도포 공정을 수행하게 되는데, 잉크젯 헤드(10)의 분사면이 잔류물 없이 깨끗한 경우 S1과 같이 폴리이미드액이 골고루 분사되어 기판 상에 균일한 두께의 폴리이미드막을 형성할 수 있게 된다.
그러나, 일반적으로 도포 공정이 끝나면 S2에서와 같이 잉크젯 헤드(10)의 분사면에 A1과 같은 폴리이미드액이 잔존하게 되어 다음 도포 공정을 수행할 때 폴리이미드액의 분사를 방해하면서 기판 상에 폴리이미드막이 도포되지 않거나 불균일하게 도포되는 부분이 생겨나면서 핀홀 불량이나 선얼룩 등이 다량 발생하였다.
또한, 세정 바를 이용해 잉크젯 헤드들을 세정하는 경우에도, 잉크젯 헤드 상에 잔존하는 폴리이미드막을 충분히 제거하지 못하는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 잉크젯 방식의 폴리이미드막 도포 공정에 있어 잉크젯 헤드 상에 잔존하는 폴리이미드액을 효율적으로 제거하여 핀홀 불량이나 선얼룩 등을 개선할 수 있는 폴리이미드막 도포 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 이와 같은 폴리이미드막 도포 장치를 이용한 폴리이미드막 도포 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리이미드막 도포 장치는, 기판이 놓여지는 인쇄 테이블과, 상기 인쇄 테이블의 상부에 위치하고, 상기 기판으로 폴리이미드액을 분사하기 위한 노즐들이 구비된 잉크젯 헤드와, 상기 폴리이미드액이 채워진 용기가 로딩되는 폴리이미드액 공급 탱크와, 상기 노즐들이 구비된 상기 잉크젯 헤드의 분사면에 접촉하면서 이동하도록 설치되어 상기 분사면을 닦아내며, 회전에 의해 세정액에 담길 수 있도록 구성되는 와이퍼와, 상기 세정액이 채워진 용기가 로딩되는 세정액 공급 탱크와, 상기 잉크젯 헤드와 맞닿는 상기 와이퍼의 일면과 접촉되도록 설치되어 상기 와이퍼에 잔존하는 상기 세정액을 제거하는 와이퍼 세정 바를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 와이퍼는, 수직 지지면과, 상기 수직 지지면과 마주보도록 구성되는 수직 방향의 제 1 접촉면과, 상기 수직 지지면과 상기 제 1 접촉면을 연결하는 수평 방향의 제 2 접촉면을 구비하며, 상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면은 90°이상 140°이하의 각도를 이루면서 상기 와이퍼의 일면과 접촉되도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 와이퍼 세정 바는, 재질이 스테인리스 스틸(Stainless Steel), 알루미늄(Aluminum), 카본 그래파이트(Carbon Graphite), 카본 스틸(Carbon Steel), 주철(Cast Iron), EPDM(Ethylene Propylene Dien Rubber), PTEE(Polytrafluore Ethylene), FKM(Flurocarbon) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 세정액은, NMP(N-Methyl pyrrolidone)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 폴리이미드액 공급 탱크 및 상기 세정액 공급 탱크는, 일체화되도록 구성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리이미드막 도포 방법은, 인쇄 테이블에 박막 트랜지스터 어레이 기판 또는 컬러 필터 기판이 놓여지는 단계와, 폴리이미드액이 채워진 용기를 폴리이미드액 공급 탱크에 로딩시키는 단계와, 상기 폴리이미드액을 상기 인쇄 테이블 상부의 잉크젯 헤드에 공급하여 상기 폴리이미드액을 상기 기판 상에 분사하는 단계와, 와이퍼가 상기 잉크젯 헤드의 분사면에 접촉하도록 이동하면서 상기 잉크젯 헤드의 노즐들을 닦아내는 단계와, 세정액이 채워진 용기를 세정액 공급 탱크에 로딩시키는 단계와, 상기 와이퍼를 회전시켜 상기 세정액에 담기도록 하는 단계와, 상기 와이퍼가 와이퍼 세정 바와 접촉되도록 다시 회전하면서 상기 와이퍼에 잔존하는 상기 세정액이 제거되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 세정액은, NMP(N-Methyl pyrrolidone)를 포함하는 것이 바람직하다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리이미드막 도포 장치 및 그 방법에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리이미드막 도포 장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리이미드막 도포 장치는 인쇄 테이블(100), 잉크젯 헤드(110), 폴리이미드액 공급 탱크(102), 와이퍼(130), 세정액 공급 탱크(103), 와이퍼 세정 바(140) 등을 포함하여 구성된다.
폴리이미드막 도포 장치는 폴리이미드막을 도포하기 위한 기판(120)이 놓여져 고정되는 인쇄 테이블(100)을 구비하며, 인쇄 테이블(100) 상에는 폴리이미드막 형성 공정을 진행할 기판(120)이 배치된다. 여기서, 기판(120)은 액정 표시 장치를 구성하는 컬러 필터 기판이나 박막 트랜지스터 어레이 기판이 된다.
기판(120)의 상부에는 기판(120)의 일측을 지나는 방향으로 복수의 잉크젯 헤드(110)들이 나란히 배열되고, 잉크젯 헤드(110) 각각에는 폴리이미드액이 채워진 용기를 로딩하는 방식으로 압력 탱크(101)로부터 폴리이미드액을 공급받아 일정한 압력과 양으로 잉크젯 헤드(110)에 공급하는 폴리이미드액 공급 탱크(102)가 연결되어 있다. 폴리이미드(polyimide)액은 열에 강하고, 화학적 안정성과 신뢰성이 높은 강점을 가진다.
압력 탱크(101)의 상부에는 외부로부터 질소 가스(N2)가 공급되는 가스 공급 관이나, 잉크젯 헤드(110)로부터 폴리이미드액이 회수되어 공급되는 회수관, 가스 공급관에서 필터(Filter)를 거쳐 입력되는 질소 가스(N2)에 의해 폴리이미드액 공급 탱크(102)로 가압되는 폴리이미드액 공급관 등의 연결관들이 설치되며, 각 연결관에는 공급량이나 압력을 제어하기 위한 밸브(Valve)들이 사이사이에 설치된다.
잉크젯 헤드(110)들은 폴리이미드액이 분사되는 여러 개의 노즐(111; 도 5 참조) 들을 구비하여 인쇄 테이블(100)의 상부에서 기판(120)을 일정한 방향으로 스캔하면서 폴리이미드액을 분사하여 기판(120) 상에 폴리이미드막을 도포한다.
이러한 폴리이미드막 형성 공정이 수행되고 나면, 잉크젯 헤드(110)의 분사면이 폴리이미드액에 의해 젖게 되므로, 와이핑(wiping) 동작에 의해 이를 제거하여 폴리이미드액 분사가 양호한 상태로 유지될 수 있도록 한다.
와이퍼(130)는 이동축(131)을 통해 잉크젯 헤드(110)의 분사면에 접촉하면서 이동하도록 설치되어 이동 시 잉크젯 헤드(110)을 분사면을 닦아내는 와이핑 동작을 수행하며, 세정 동작이 끝나면 회전하여 세정액 공급 탱크(103)에 채워진 세정액에 담긴 후 다시 회전하면서 와이퍼 세정 바(140)와 접촉하게 된다. 이때, 와이핑 동작을 수행한 후 와이퍼(130) 상에 잔존하는 폴리이미드액은 세정액에 담기면서 제거되며, 이때 와이퍼(130) 상에 다시 맺히게 되는 폴리이미드액이나 세정액은 와이퍼 세정 바(140)를 이용해 닦아준다.
와이퍼(130)가 와이핑 동작을 수행한 후 와이퍼(130) 표면에 폴리이미드액이나 세정액이 잔류하게 되면, 잉크젯 헤드(110)에 대한 와이핑 능력이 저하되어 폴 리이미드액이 부분적으로 분사되지 않거나 균일하게 분사되지 않는 현상이 발생할 수 있으므로, 세정액 공급 탱크(103)와 와이퍼 세정 바(140)를 적용하여 이러한 문제점을 개선하는 것이다.
세정액 공급 탱크(103)는 세정액이 채워진 용기를 로딩하여 와이퍼(130)의 세정 동작 시 필요한 세정액을 공급한다. 세정액은 이미드(imide)계 극성 용매인 NMP(N-Methyl pyrrolidone)를 사용하는 것이 바람직하다.
와이퍼 세정 바(140)는 잉크젯 헤드(110)와 맞닿게 되는 와이퍼(130)의 일면과 접촉되도록 설치되어 와이퍼(130)에 잔존하는 세정액을 제거한다.
폴리이미드액 공급 탱크(102)와 세정액 공급 탱크(103)는 해당 물질이 담긴 용기를 로딩하는 구조이므로, 기계적으로 일체화하여 공정이 진행되는 순서에 따라 다른 물질이 담긴 용기를 사용하는 방식을 적용할 수 있을 것이다.
도 3은 도 2의 와이퍼 및 와이퍼 세정 바의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 와이퍼(130)는 지지대(104)에 고정되는 수직 지지면(141)과, 수직 지지면(141)과 마주보도록 구성되는 수직 방향의 제 1 접촉면(142), 수직 지지면(141)과 제 1 접촉면(142)을 연결하는 수평 방향의 제 2 접촉면(143)을 구비하도록 구성된다.
도 3에의 S10, S11, S12는 와이퍼(130)를 세정액으로 씻어낸 이후, 이동축(131)을 중심으로 회전시켜 와이퍼 세정 바(140)와 접촉시키면서 A2와 같은 와이퍼(130) 상의 잔류물을 제거하는 과정을 도시하고 있다.
여기서, 와이퍼 세정 바(140)는 와이퍼(130)의 재회전 동작에 의해 와이 퍼(130) 상에 맺힌 세정액을 기계적으로 닦아줄 때, 와이퍼(130)와의 마찰력을 최소화할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 측면에서, 제 1 접촉면(142)과 제 2 접촉면(143)이 90°내지 140°이하의 각도를 이루면서 와이퍼(130)의 일면과 접촉되도록 구성하는 것이 바람직하다. 와이퍼 세정 바(140)의 재질은 스테인리스 스틸(Stainless Steel), 알루미늄(Aluminum), 카본 그래파이트(Carbon Graphite), 카본 스틸(Carbon Steel), 주철(Cast Iron), EPDM(Ethylene Propylene Dien Rubber), PTEE(Polytrafluore Ethylene), FKM(Flurocarbon) 등을 이용한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리이미드막 도포 방법의 흐름도이고, 도 5 내지 도 8은 도 4의 각 단계를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, S20 단계에서, 인쇄 테이블(100) 상에 기판(120)을 놓고 고정한다. 여기서, 기판(120)은 액정 표시 장치로 제조되는 박막 트랜지스터 어레이 기판이나 컬러 필터 기판이 된다.
다음으로, S21 및 S22 단계에서, 폴리이미드액이 채워진 용기를 폴리이미드액 공급 탱크(102)에 로딩시킨 후, 폴리이미드액을 인쇄 테이블(100) 상부에 설치된 잉크젯 헤드(110)들로 공급하여 기판(120) 상에 폴리이미드액을 도포한다.
S23 단계에서는, 도 5에 도시된 것처럼, 와이퍼(130)가 잉크젯 헤드(110)의 분사면에 접촉하도록 이동하면서 잉크젯 헤드(110)의 노즐(111)들을 닦아내는 와이핑 동작을 수행하게 되는데, 와이핑 동작 이후에는, 와이퍼(130) 상에 A1과 같이 폴리이미드액이 잔존하게 된다.
다음으로, S24 및 S25 단계에서, 세정액이 채워진 용기를 세정액 공급 탱크 에 로딩시킨 후, 와이퍼(130)를 도 6과 같이 회전시켜 세정액에 담기도록 하여 씻어낸다. 세정액은 이미드(imide)계 극성 용매인 NMP(N-Methyl pyrrolidone)를 사용하여 경화된 폴리이미드액도 제거할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, S26 단계에서, 와이퍼(130)를 와이퍼 세정 바(140)와 접촉되도록 다시 회전시켜 와이퍼(130)에 잔존하는 세정액이나 폴리이미드액이 제거될 수 있도록 한다.
도 7 및 도 8은 S26 단계가 수행되기 이전과 이후 상태를 각각 도시한 것으로, A2와 같이 와이퍼(130) 상에 잔류하는 세정액이나 폴리이미드액은 와이퍼 세정 바(140)와 접촉하면서 제거되고, 이후, 도 8과 같은 상태를 거쳐 깨끗하게 세정된 와이퍼(130)에 의해 잉크젯 헤드(110)를 와이핑할 수 있다.
이와 같이, 잉크젯 방식에 의하여 폴리이미드막을 형성하는 폴리이미드막 도포 장치의 잉크젯 헤드(110)를 닦아내기 위하여 와이퍼(130)를 사용하고, 와이퍼(130)를 깨끗한 상태로 유지하기 위하여 세정액과 마찰력이 최소화된 구조의 와이퍼 세정 바(140)를 이용함으로써, 잉크젯 헤드(110)들에 잔존하는 폴리이미드액을 깨끗하게 제거할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리이미드막 도포 장치 및 그 방법에 따르면, 잉크젯 방식의 폴리이미드막 도포 공정에 있어 잉크젯 헤드 상에 잔존하는 폴리이미드액을 효율적으로 제거하여 핀홀 불량이나 선얼룩 등을 개선할 수 있다.

Claims (7)

  1. 기판이 놓여지는 인쇄 테이블;
    상기 인쇄 테이블의 상부에 위치하고, 상기 기판으로 폴리이미드액을 분사하기 위한 노즐들이 구비된 잉크젯 헤드;
    상기 폴리이미드액이 채워진 용기가 로딩되는 폴리이미드액 공급 탱크;
    상기 노즐들이 구비된 상기 잉크젯 헤드의 분사면에 접촉하면서 이동하도록 설치되어 상기 분사면을 닦아내며, 회전에 의해 세정액에 담길 수 있도록 구성되는 와이퍼;
    상기 세정액이 채워진 용기가 로딩되는 세정액 공급 탱크; 및
    상기 잉크젯 헤드와 맞닿는 상기 와이퍼의 일면과 접촉되도록 설치되어 상기 와이퍼에 잔존하는 상기 세정액을 제거하는 와이퍼 세정 바를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리이미드막 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 와이퍼는,
    수직 지지면;
    상기 수직 지지면과 마주보도록 구성되는 수직 방향의 제 1 접촉면;
    상기 수직 지지면과 상기 제 1 접촉면을 연결하는 수평 방향의 제 2 접촉면을 구비하며,
    상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면은 90°이상 140°이하의 각도를 이루면서 상기 와이퍼의 일면과 접촉되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리이미드막 도포 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 와이퍼 세정 바는,
    재질이 스테인리스 스틸(Stainless Steel), 알루미늄(Aluminum), 카본 그래파이트(Carbon Graphite), 카본 스틸(Carbon Steel), 주철(Cast Iron), EPDM(Ethylene Propylene Dien Rubber), PTEE(Polytrafluore Ethylene), FKM(Flurocarbon) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폴리이미드막 도포 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 세정액은,
    NMP(N-Methyl pyrrolidone)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리이미드막 도포 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리이미드액 공급 탱크 및 상기 세정액 공급 탱크는,
    일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리이미드막 도포 장치.
  6. 인쇄 테이블에 박막 트랜지스터 어레이 기판 또는 컬러 필터 기판이 놓여지는 단계;
    폴리이미드액이 채워진 용기를 폴리이미드액 공급 탱크에 로딩시키는 단계;
    상기 폴리이미드액을 상기 인쇄 테이블 상부의 잉크젯 헤드에 공급하여 상기 폴리이미드액을 상기 기판 상에 분사하는 단계;
    와이퍼가 상기 잉크젯 헤드의 분사면에 접촉하도록 이동하면서 상기 잉크젯 헤드의 노즐들을 닦아내는 단계;
    세정액이 채워진 용기를 세정액 공급 탱크에 로딩시키는 단계;
    상기 와이퍼를 회전시켜 상기 세정액에 담기도록 하는 단계; 및
    상기 와이퍼가 와이퍼 세정 바와 접촉되도록 다시 회전하면서 상기 와이퍼에 잔존하는 상기 세정액이 제거되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리이미드막 도포 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 세정액은,
    NMP(N-Methyl pyrrolidone)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리이미드막 도포 방법.
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