KR20080091957A - 평판디스플레이 유리기판 에칭장치 - Google Patents

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KR20080091957A KR1020070035108A KR20070035108A KR20080091957A KR 20080091957 A KR20080091957 A KR 20080091957A KR 1020070035108 A KR1020070035108 A KR 1020070035108A KR 20070035108 A KR20070035108 A KR 20070035108A KR 20080091957 A KR20080091957 A KR 20080091957A
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Abstract

본 발명은 평판디스플레이용 유리기판의 박형화를 위한 에칭장치에 대한 것으로서, 유리기판을 부착시킬 수 있는 지그와, 유리기판에 에칭액을 분사하는 분사수단, 지그를 에칭장치 안으로 이송하는 진행라인으로 구성되며 에칭액과 유리기판 사이의 거리를 100mm 초과 150mm이하의 범위로 하고, 분사압력을 0.5kg/cm2 미만으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 충분한 에칭이 일어나도록 하면서도 에칭된 유리기판의 균일도를 향상시킬 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다.
평판디스플레이, 유리기판, 박형화, 에칭장치

Description

평판디스플레이 유리기판 에칭장치{Glass substrate etching apparatus of flat panel display}
도 1a는 본 발명에 의한 에칭장치를 도시한 것이다.
도 1b는 도1a의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 지그와 고정수단을 도시한 것이다.
도 3 내지 도5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 지그
20 : 유리기판
11 : 유리기판 고정수단
12 : 진행라인
13 : 분사수단
본 발명은 평판디스플레이용 유리기판의 박형화를 위한 에칭장치에 관한 것 으로서, 더욱 상세하게는, 본 발명에 따르면 동시에 여러 개의 유리기판을 에칭할 수 있으므로 평판디스플레이용 유리기판을 에칭하여 박형화하는 시간을 단축할 수 있고, 에칭이 일어나는 동안 분사수단을 스윙하거나 분사수단과 유리기판 전체를 좌우로 흔들어 에칭액이 유리기판 전체에 균일하게 닿을 수 있도록 하여 에칭된 유리기판의 균일성을 높일 수 있으며, 분사압력을 0.5kg/cm2 미만으로 유지하고 유리기판과 분사수단 사이의 거리를 100mm초과, 150mm이하의 거리로 유지함에 따라 균일성이 우수한 유리기판을 생산할 수 있는 에칭장치에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electroluminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)와 같은 평판디스플레이들을 휴대전화나 노트북 등의 휴대할 수 있는 기기들에 사용하기 위해서는 경량화가 추구되므로 휴대기기들에 이러한 평판디스플레이들을 사용하고자 하는 수요가 증가함에 따라 가볍고 얇은 평판디스플레이의 제조가 요구되고 있다.
평판디스플레이의 무게를 줄이기 위해서 여러 가지 방법이 적용될 수 있지만, 필수구성요소를 줄이는 것은 한계가 있는 반면에, 평판디스플레이를 구성하는 요소 중 유리기판은 평판디스플레이에서 차지하는 중량이 꽤 크면서도, 중량을 줄일 수 있는 여지가 남아있어 유리기판의 중량을 줄이기 위한 연구가 계속되고 있다.
평판디스플레이에 사용되는 유리기판의 중량을 줄이는 방법 중 하나로 얇은 유리기판을 이용하는 방법이 있는데, 얇은 유리기판은 크기가 커질수록 휘어지거나 깨지기가 쉬우므로 취급이 용이하지 않고, 작은 유리기판을 이용하여 평판디스플레이를 하나하나 조립하는 경우에는 취급이 용이한 반면, 제조원가가 높아지는 단점이 있다.
제조원가를 저렴하게 하기 위하여, 평판디스플레이의 제조공정에서는 큰 한 쌍의 유리기판에 여러 개의 평판디스플레이를 조립한 후 각 구역으로 절단하는 공정을 이용하는 데, 얇은 유리기판을 이용하는 경우는 유리기판의 손상의 염려가 크므로, 취급을 용이하게 하기 위하여 두께가 있는 유리기판을 이용하여 평판디스플레이의 조립 후 유리기판을 원하는 두께만큼 에칭하여 박형화하는 에칭장치가 이용되고 있다.
종래의 에칭장치는 유리기판을 지지구에 넣어 에칭장치 안으로 반송하는 구조였기 때문에 한번에 하나 이상이 유리기판을 에칭하지 못하였고, 또한 하나의 반송라인으로만 구성되어 생산성이 낮은 문제점이 있었다.
또한, 불균일한 에칭면을 갖는 유리기판의 경우 평판디스플레이의 화질에 중대한 결함을 가져오는데, 종래의 에칭방법은 유리기판에 가해지는 타력을 에칭에 이용하기 위하여 분사장치와 유리기판의 거리를 가깝게 하였으나, 유리기판에 가해지는 에칭액의 타력이 강한 노즐 바로 앞에 위치하는 유리기판과, 가해지는 타력이 약한 노즐과 노즐사이에 위치하는 유리기판의 에칭 정도가 다르므로 유리기판의 균일도가 떨어지는 문제점이 있었으며, 에칭액의 분사압력을 0.5kg/cm2 이상으로 하여 에칭액의 흐름이 너무 빨라 에칭이 충분히 일어나지 않음에 따라 불균일한 에칭이 자주 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 에칭장치가 가지는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 동시에 여러 개의 유리기판을 에칭할 수 있으므로 평판디스플레이용 유리기판을 에칭하여 박형화하는 시간을 단축할 수 있고, 에칭이 일어나는 동안 분사수단을 스윙하거나 분사수단과 유리기판 전체를 좌우로 흔들어 에칭액이 유리기판 전체에 균일하게 닿을 수 있도록 하여 에칭된 유리기판의 균일성을 높일 수 있으며, 분사압력을 0.5kg/cm2 미만으로 유지하고 유리기판과 분사수단 사이의 거리를 100mm초과, 150mm이하의 거리로 유지함에 따라 균일성이 우수한 유리기판을 생산할 수 있는 에칭장치를 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치는 여러 개의 유리기판을 장착할 수 있는 지그와, 상기 지그에 구비되는 유리기판 고정수단과, 상기 지그를 에칭장치 안으로 이송하는 진행라인과, 상기 유리기판을 향하여 양쪽에서 에칭액을 분사하는 분사수단을 포함하고, 유리기판에 가해지는 에칭액의 압력은 0.1kg/cm2 이상 0.5kg/cm2 미만인 것을 특징으로 한다.
에칭액에 유리기판에 담그는 경우에는 신선한 에칭액의 공급이 이루어지지 않으므로 에칭이 충분히 이루어지지 않고, 에칭액의 압력이 0.5kg/cm2 이상인 경우 에칭액의 흐름이 너무 빠르기 때문에 에칭반응이 충분히 이루어지지 않으므로, 에칭액이 압력을 0.5kg/cm2 미만으로 하면 에칭액의 흐름을 정적인 상태로 유지하면서도 신선한 에칭액의 공급이 가능하게 되므로 유리기판의 충분한 에칭과, 에칭 균일도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 에칭장치는 지그에 유리기판을 여러 개 부착할 수 있도록 구성함에 따라 한번에 여러 개의 지그에 부착된 유리기판을 모두 에칭할 수 있어 평판디스플레이의 생산속도가 향상된다.
생산성을 높이고, 동선을 줄이기 위해서 평판디스플레이 유리기판의 에칭장치는 유리기판을 장착할 수 있는 지그와, 상기 지그에 구비되는 유리기판 고정수단과, 상기 지그를 에칭장치 안으로 이송하는 여러 개의 진행라인과, 상기 유리기판의 양쪽에 에칭액을 분사하는 분사수단을 포함하고, 유리기판에 가해지는 에칭액의 압력은 0.1kg/cm2 이상 0.5kg/cm2 미만인 것을 특징으로 한다.
진행라인은 2개 이상의 라인을 구성할 수 있고, 2열 이상의 반송라인을 구비하는 경우 1개의 진행라인을 가지는 장비를 2개 이상 설치하는 경우보다, 장비의 면적을 줄일 수 있다. 즉, 1개의 진행라인을 가지는 경우 에칭액을 분사하기 위하여 분사수단을 기판의 양옆에 배치해야 하므로 장비를 2대 설치하는 경우에는 4개의 분사수단이 위치하는 면적이 필요하지만, 2개의 진행라인을 가지는 경우 3개의 분사수단을 구비하면 족하므로 장비의 면적을 줄일 수 있고, 동선도 짧게 할 수 있다. 진행라인의 개수는 에칭장치가 설치되는 공간의 면적에 따라 2열 뿐 아니라, 3열, 4열 등으로 구성이 가능하다.
또한, 본 발명은 지그와 분사수단을 포함하는 챔버를 더 포함하는 것이 바람직한데, 유리기판을 장착한 지그와 분사수단이 별도로 구비된 구동부와 연결된 챔버안에 위치하게 되고, 구동부가 좌우로 일정각도로 챔버를 흔듦에 따라 에칭하는 동안 기판표면에서 에칭액의 흐름을 촉진하여 에칭 속도 및 품질을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 분사수단은 시계방향 또는 시계반대방향으로 스윙하는 노즐인 것이 바람직한데, 분사수단이 고정되어 있지 않고 스윙하면서 에칭액이 유리기판에 가하는 충격력을 균일화하고, 노즐과 노즐 사이의 에칭액이 잘 닿지 않는 사각지점에도 균일하게 에칭액을 공급할 수 있어, 유리기판의 균일도를 향상시킨다. 상기 스윙하는 노즐은 20~60도 사이의 각에서 반복운동하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 사용되는 상기 에칭액은 불산, 인산, 질산이 혼합액인 것이 바람직하다.
또한, 상기 분사수단과 유리기판과의 거리는 100mm초과 150mm이하인 것이 바람직한데, 100mm이하로 설치하는 경우 에칭액이 유리기판에 가하는 타력이 강하므로 불균일 에칭이 일어나기 쉬우므로 100mm를 초과하고 150mm이하의 거리를 가지는 것이 균일한 에칭을 위해 필요하며, 특히 상기 분사수단과 유리기판과의 거리가 120mm일 때 가장 좋은 품질의 에칭처리가 된 기판을 생산할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 지그의 고정수단은 후면에는 움직이지 않는 후면 고정핀이 있고, 전면 고정핀은 기판을 넣을 때에는 회전되어 기판이 설치되는 자리에서 이탈된 상태에 있다가 기판을 넣은 후 지그에 기판을 장착하기 위해서는 다시 원래의 자리로 회전되어 와서 후면 고정핀과 함께 기판을 고정할 수 있는 것이 바람직 하며, 이때 후면 고정핀 및 전면고정핀은 자석에 의해 탈부착 가능한 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시 예의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.
평판디스플레이의 제조에 있어서, 한 쌍의 유리기판 중 한 기판에서는 ITO와 같은 투명 도전막에 의한 투명전극의 형성공정, 플라즈마 CVD법에 의해 작성한 저온 폴리실리콘막 등에 의한 구동전극과 공통전극의 형성공정이 포함되고, 각 공정에는 노광, 현상, 에칭 등으로 이루어진 포토리소그라피 공정이 포함되는 전극형성공정이 이루어지며, 다른 한 기판에는 컬러필터 형성공정이 이루어진다.
이후, 한 유리기판의 표면에는 시일제가 도포되고 실제로 둘러싼 내부에 액정을 주입한 후 필요에 따라 스페이서를 산포한 후 다른 한 쪽의 기판을 씌워 조립한다.
다음으로 조립된 한 쌍의 유리기판의 외면을 깍는 에칭공정이 행해지는데, 본 발명은 이러한 에칭공정에 사용되는 에칭장치에 대한 것으로서 유리기판은 지그에 고정수단에 의해 고정된 후, 수직으로 세워진 상태로 에칭장치 내부로 진행라인을 따라 들어오게 되고, 에칭장치 안에서 수직으로 세워진 유리기판의 외면을 향해 에칭액이 분사되면서 유리기판이 박형화된다.
에칭장치는 입구, 에칭, 수세, 건조, 출구 유니트로 구성될 수 있으며, 유니트의 수량은 설비마다 변경가능하다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 의한 에칭장치를 도시한 것으로서, 유리기판을 고정할 수 있는 고정수단이 구비되어 있는 지그(10)와, 유리기판에 에칭액을 분사하는 분사수단(13)과 지그를 에칭장치 안으로 이송하는 진행라인(12)으로 구성된다.
도 1b에서 도시한 바와 같이, 수직으로 세워진 상태로 지그에 고정된 유리기판에 에칭액을 분사하게 되고 이에 따라 유리기판은 에칭된다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 지그는 여러 개의 유리기판(20)을 하나의 지그(10)에 동시에 장착할 수 있도록 고정수단(11)을 구비한 것을 특징으로 하는데, 도 2처럼 4개의 유리기판뿐 아니라, 2개, 3개, 8개 등 유리기판의 크기에 따라 다양한 개수의 유리기판을 장착하는 지그를 만들어 사용할 수 있다. 이렇게 한 지그에 여러 개의 유리기판을 장착하는 경우, 한 번에 여러 개의 유리기판을 에칭할 수 있으므로 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 여러 개의 진행라인을 구비할 수 있는데, 도 3은 2개의 진행라인(32)을 구비한 에칭장치를 도시한 것이다. 진행라인을 여러 개 구비하면 하나의 진행라인을 가지는 경우보다 동선이 짧아지고, 한정된 공간에 더 많은 유리기판을 에칭할 수 있는 에칭장치를 제공할 수 있게 된다. 또한, 에칭액의 공급라인(34) 하나로, 공급라인을 사이에 두고 진행하는 두 개의 유리기판을 향하는 분사수단(33) 모두에 에칭액을 공급할 수 있으므로 에칭장치의 제조비용도 절감할 수 있다.
도 4는 지그와 분사수단을 포함하는 별개의 챔버(40)를 더 만든 실시 예를 도시한다. 즉, 지그와 분사수단을 하나로 묶는 챔버를 만들고, 챔버와 연결되는 중심축(41)에 구동부(42)를 연결하여 챔버를 좌우로 흔들면서 에칭을 진행하면 유리 기판 표면에서의 에칭액의 흐름이 균일하게 되어 노즐과 노즐 사이의 사각지대에도 에칭액이 잘 닿을 수 있으므로 균일한 에칭이 이루어질 수 있게 되고, 에칭액이 유리기판의 표면에서 흐름을 형성할 수 있도록 하여 에칭속도를 촉진한다.
도 5는 분사수단이 시계방향(53) 또는 시계반대방향으로 스윙하는 노즐(54)인 것을 도시하는데, 노즐이 고정되어 있는 경우(50)에는 도 5의 좌측에 도시된 바와 같이 노즐과 노즐 사이에 위치하는 유리기판은 노즐 바로 앞에 위치하는 유리기판에 비해서 에칭액이 도달하는 면적이 작아서 에칭이 잘 이루어지지 않는다. 따라서 시계방향 또는 시계반대방향으로 노즐을 스윙시키면 노즐과 노즐 사이의 유리기판에 대해서도 노즐 바로 앞에 위치하는 유리기판과 동일한 정도로 에칭액이 충분히 닿게 되므로 균일하게 유리기판을 박형화할 수 있게 된다.
분사수단과 유리기판과의 거리가 100mm보다 짧은 거리를 가지는 경우 유리기판에 대해 미치는 에칭액의 타력이 강하게 작용하므로, 에칭액이 바로 닿는 부분과 그렇지 않은 부분 사이에 불균일한 에칭이 생기게 되므로, 분사수단과 유리기판과의 거리는 100mm 초과 150mm이하로 한다. 특히 상기거리가 120mm일 때 가장 좋은 품질의 에칭처리가 된 기판을 생산할 수 있다.
또한, 분사압력도 0.5kg/cm2이상인 경우 에칭액의 흐름이 너무 빨라 에칭반응이 충분히 일어날 수 없고, 에칭액 담그는 등 에칭액의 흐름이 전혀 없는 상태로 유지시 크는 경우는 신선한 에칭액의 공급이 이루어지지 않아 에칭이 잘 일어나지 않으므로, 에칭에 적당한 흐름을 유지할 수 있도록 분사압력은 0.5kg/cm2미만으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 지그의 고정수단(11)은 후면에는 움직이지 않는 후면 고정핀이 있고, 도 2에서 도시된 바와 같이 전면 고정핀은 기판을 넣을 때에는 점선으로 도시한 것과 같이 회전되어 기판이 설치되는 자리에서 이탈된 상태에 있다가 기판을 넣은 후에는 실선으로 도시한 것과 같이 다시 원래의 자리로 회전되어 와서 후면 고정핀과 함께 기판을 고정할 수 있는 것이 바람직하며, 이때 후면 고정핀 및 전면고정핀은 자석에 의해 탈부착 가능한 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 동시에 여러 개의 유리기판을 에칭할 수 있으므로 평판디스플레이용 유리기판을 에칭하여 박형화하는 시간을 단축할 수 있다.
또한, 에칭이 일어나는 동안 분사수단을 스윙하거나 분사수단과 유리기판 전체를 좌우로 흔들어 에칭액이 유리기판 전체에 균일하게 닿을 수 있도록 하여 에칭된 유리기판의 균일성을 높일 수 있다.
또한, 분사압력을 0.5kg/cm2 미만으로 유지하고 유리기판과 분사수단 사이의 거리를 100mm초과, 150mm이하의 거리로 유지함에 따라 균일성이 우수한 유리기판을 생산할 수 있다.

Claims (14)

  1. 평판디스플레이용 유리기판이 여러 개 부착되는 지그;
    상기 지그에 구비된 유리기판 고정수단;
    상기 지그를 에칭장치 안으로 이송하는 진행라인;
    상기 유리기판의 양쪽에 에칭액을 분사하는 분사수단;
    을 포함하고, 유리기판에 가해지는 에칭액의 압력은 0.1kg/cm2 이상 0.5kg/cm2 미만인 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
  2. 평판디스플레이용 유리기판이 부착되는 지그;
    상기 지그에 구비된 유리기판 고정수단;
    상기 지그를 에칭장치 안으로 이송하는 여러 개의 진행라인;
    상기 유리기판의 양쪽에 에칭액을 분사하는 분사수단;
    을 포함하고, 유리기판에 가해지는 에칭액의 압력은 0.1kg/cm2 이상 0.5kg/cm2 미만인 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유리기판을 장착시킨 지그와 상기 분사수단을 포함하는 챔버를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
  4. 제3항에 있어서 상기 챔버는,
    구동부와 연결되어 구동부에 의해 챔버를 좌우로 흔들 수 있는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 분사수단은,
    시계방향 또는 시계반대방향으로 스윙하는 노즐인 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 에칭액은,
    불산, 인산, 질산의 혼합액인 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분사수단과 유리기판의 거리는,
    100mm초과 150mm이하인 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유리기판 고정수단은 기판 후면에 설치되는 후면 고정핀; 및
    기판 전면에 설치되는 회전가능한 전면 고정핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전면 고정핀은 양측에 설치된 자석에 의하여 탈부착이 가능한 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 분사수단은 시계방향 또는 시계반대방향으로 스윙하는 노즐인 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 에칭액은 불산, 인산, 질산의 혼합액인 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 분사수단과 유리기판의 거리는 100mm초과 150mm이하인 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
  13. 제3항에 있어서,상기 유리기판 고정수단은
    기판 후면에 설치되는 후면 고정핀; 및
    기판 전면에 설치되는 회전가능한 전면 고정핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전면 고정핀은 양측에 설치된 자석에 의하여 탈부착이 가능한 것을 특징으로 하는 평판디스플레이용 유리기판의 에칭장치.
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