KR20110012132A - Baking apparatus for color filter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소성장치에 관한 것이며, 특히 액정표시장치용 컬러필터 기판에 형성되는 컬러필터를 경화시키기 위한 소성장치에 관한 것이다.The present invention relates to a firing apparatus, and more particularly to a firing apparatus for curing a color filter formed on a color filter substrate for a liquid crystal display device.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었는데, 이 중 액정표시장치(liquid crystal display)가 해상도, 컬러표시, 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.Recently, with the rapid development of the information society, there is a need for a flat panel display having excellent characteristics such as thinning, light weight, and low power consumption. Among them, a liquid crystal display has a resolution, It is excellent in color display and image quality, and is actively applied to notebooks and desktop monitors.
일반적으로 액정표시장치는 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device arranges two substrates on which electrodes are formed so that the surfaces on which the two electrodes are formed face each other, injects a liquid crystal material between the two substrates, and applies a voltage to the two electrodes to generate an electric field. By moving the liquid crystal molecules, the image is expressed by the transmittance of light that varies accordingly.
좀 더 자세히, 일반적인 액정표시장치의 분해사시도인 도 1을 참조하여 그 구조에 대해 설명하면, 도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정층(30)을 사이에 두 고 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)이 대면 합착된 구성을 갖는데, 이중 하부의 어레이 기판(10)은 투명한 기판(12)의 상면으로 종횡 교차 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16)을 포함하며, 이들 두 배선(14, 16)의 교차지점에는 박막트랜지스터(Tr)가 구비되어 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다.In more detail, the structure thereof will be described with reference to FIG. 1, which is an exploded perspective view of a general liquid crystal display. As shown, the liquid crystal display includes an
또한, 상기 어레이 기판(10)과 마주보는 상부의 컬러필터 기판(20)은 투명기판(22)의 배면으로 상기 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16) 그리고 박막트랜지스터(T) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(P)을 테두리하는 격자 형상의 블랙매트릭스(25)가 형성되어 있으며, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적(R), 녹(G), 청(B)색의 컬러필터 패턴(26a, 26b, 26c)을 포함하는 컬러필터층(26)이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(25)와 컬러필터층(26)의 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(28)이 구비되어 있다.In addition, the upper
그리고, 이들 두 기판(10, 20)은 그 사이로 개재된 액정층(30)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리 따라 실링제(sealant) 등으로 봉함된 상태에서 각 기판(10, 20)과 액정층(30)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 상, 하부 배향막(미도시)이 개재되며, 각 기판(10, 20)의 적어도 하나의 외측면에는 편광판(미도시)이 구비되어 있다. In addition, the two
또한, 어레이 기판(10)의 외측면으로는 백라이트(미도시)가 구비되어 빛을 공급하는 바, 게이트 배선(14)으로 박막트랜지스터(T)의 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역(P)의 화소전극(18)에 데이터 배선(16) 의 화상신호가 전달되면 이들 사이의 수직전계에 의해 그 사이의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다In addition, a backlight (not shown) is provided on the outer surface of the
한편, 이러한 구성을 갖는 액정표시장치에 있어 상기 컬러필터 기판에 구성되는 컬러필터층은 안료분산법, 염색법, 전착법, 잉크젯 장치를 이용한 제팅 방법으로 컬러 레지스트가 도포되어 형성되는데, 이러한 과정에서 상기 도포된 컬러 레지스트를 경화시키기는 베이킹 공정을 진행하고 있다.On the other hand, in the liquid crystal display device having such a configuration, the color filter layer formed on the color filter substrate is formed by applying a color resist by a pigment dispersion method, a dyeing method, an electrodeposition method, or a jetting method using an inkjet device. In order to cure the color resist, a baking process is performed.
이러한 컬러필터층을 경화시키기 위한 베이킹 공정은 주로 소성장치를 이용하고 있다.The baking process for hardening this color filter layer mainly uses the baking apparatus.
도 2는 종래의 컬러필터 경화를 위한 소성장치의 챔버 및 상판을 간략히 도시한 사시도이며, 도 3은 종래의 컬러필터 경화를 위한 소성장치에 있어 상판과 챔버가 밀착된 상태를 도시한 단면도이다. Figure 2 is a perspective view briefly showing the chamber and the top plate of the conventional baking apparatus for color filter curing, Figure 3 is a cross-sectional view showing a state in which the top plate and the chamber in close contact with the conventional baking apparatus for color filter curing.
도시한 바와같이, 종래의 소성장치(40)는 컬러필터 기판(미도시)이 안착되며 그 상부가 오픈된 하부 챔버(45)와 상기 하부 챔버(45) 내부 클리닝을 위해 개폐 가능한 커버(70)로 구성되고 있다. As shown in the drawing, the
상기 하부 챔버(45)는 밑면과 4개의 측면으로 이루어지고 있으며, 상기 밑면에는 상기 컬러필터 기판(미도시)이 안착되는 지지핀(48)과, 상기 지지핀(48) 하부에 위치하여 상기 컬러필터 기판(미도시)을 가열시키는 판형태의 다수의 IR(Infra Red) 히터(52)가 구비되고 있다. 이러한 다수의 IR 히터(52)는 격자구조를 갖는 지지대(53)에 의해 지지되며 상기 컬러필터 기판(미도시)에 고른 열전달을 위해 그 챔버(45) 내부에서 평탄한 표면을 이루도록 수평하게 배치되고 있다.The
이때 상기 하부 챔버(45)의 4개의 측면 중 어느 하나의 측면(이하 제 1 측면(55)이라 칭함)에는 상기 컬러필터 기판(미도시)의 반입 반출을 위한 기판 출입구(58)가 구비되고 있으며, 상기 기판 출입구(58)가 구비된 상기 제 1 측면(55)에 대응해서는 상기 컬러필터 기판(미도시)이 상기 챔버(45) 내부에 구비된 다수의 지지핀(48) 상에 안착된 후, 가열 진행 시 상기 챔버(45) 내부의 열이 외부로 방출되는 것을 방지하기 위해 상기 기판 출입구(58)를 밀폐시키는 셔터(60)가 구비되고 있다. 이때, 상기 셔터(60)는 축(63)에 의해 지지되며, 상기 축(63)은 실린더(미도시) 등과 연결되어 있어 상기 셔터(60)의 상승 및 하강 운동이 가능하도록 하고 있다. 또한, 상기 축(63)과 셔터(60)는 상기 챔버(45)의 제 1 측면(55)과 밀착될 수 있도록 상기 제 1 측면(55)을 향해 전후로 직선 왕복 운동을 할 수 있도록 구성되고 있다. 또한, 상기 셔터(63)의 상기 챔버(45)의 제 1 측면(55)과 마주하는 면에는 실링제로서 이루어진 오링(66)이 구비되어 있다.At this time, any one of the four sides of the lower chamber 45 (hereinafter referred to as the first side 55) is provided with a
한편, 전술한 구성을 갖는 하부 챔버(45)의 상부를 밀폐시키는 커버(70)는 SUS 재질로 이루어지며 격자구조를 갖는 프레임(73)과, 상기 프레임(73)의 상면 및 하면에 각각 금속재질의 상판(75) 및 하판(78)이 구비되고 있으며, 금속재질의 상기 상판(75)과 하판(78) 사이에는 단열재(82)가 구성되고 있다. 이때 상기 단열재(82)는 상기 프레임(73)의 개구를 채우며 즉, 상기 프레임(73)의 측면과 접촉하며 구비되고 있다.On the other hand, the
상기 하부 챔버(45)와 커버(70)는 상기 소성장치로서의 역할을 하는 동안에는 항상 밀폐되고 있으며, 상기 하부 챔버(45) 내부의 클리닝 진행 시 또는 내부 구성요소 일례로 IR 히터(52), 마모된 노즐(미도시) 또는 실링제(66) 교환시에만 도시한 바와 같은 오픈된 구조를 이룬다. 이때 상기 하부 챔버(45)와 커버(70)는 완전 밀폐를 위해 상기 커버(70)와 상기 챔버(45)의 4측면이 접촉하는 부분에는 열에 강한 유기 또는 고분자 물질로서 실링제(66)가 구비되고 있다. The
전술한 구성을 갖는 종래의 소성장치(40)는 상기 IR 히터(52)로부터 발산되는 열은 300℃ 내지 350℃ 정도가 되고 있으며, 공정 진행 시 항상 이러한 온도를 유지하는 상기 소성장치(40)는 장기간 가동 시 상기 커버의 변형을 초래하는 문제가 발생하고 있다.In the
상기 커버(70)는 열에 의한 변형을 방지하고자 SUS 재질로 격자구조를 갖는 프레임(73)이 구비되고 있지만, 장기간 동안 열을 받게 됨으로써 특히, 도 4(종래의 컬러필터 경화용 소성장치에 있어 커버가 열에 의해 변형된 것을 도시한 도면)에서와 같이, 상기 커버(70)의 테두리부에서 휨이 발생하여 하부 챔버(도 3의 40)의 측면으로부터 들뜸 현상이 발생한다. 따라서 상기 챔버(도 3의 40)와 상기 커버(70)가 완전 밀폐가 이루어지지 않음으로써 열효율이 저하되며, 들뜸이 발생한 부분으로 급격한 열방출이 발생하여 챔버(도 3의 40) 내부에 원치하는 대류 현상이 발생함으로서 상기 컬러필터 기판(미도시) 내에서 부분적으로 온도 차이를 발생시켜 컬러필터의 경화 불량을 야기하고 있는 실정이다.The
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 장기간 사용 시에도 커버의 변형을 초래하지 않고, 나아가 챔버 내의 열효율을 향상시킬 수 있는 컬러필터 경화용 소성 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide a baking apparatus for curing color filters that can improve the thermal efficiency in the chamber without causing deformation of the cover even in long-term use. do.
본 발명에 따른 컬러필터 경화용 소성장치는, 밑면과 제 1, 2, 3 및 4 측면을 가지며 그 상부를 오픈시키며 형성된 챔버와, 상기 챔버의 오픈된 상부를 덮는 커버로 구성된 컬러필터 경화용 소성장치에 있어서, 상기 커버는, 격자구조를 가지며 제 1 금속재질로 이루어진 제 1 프레임과, 상기 제 1 프레임을 그 상부 및 하부에서 각각 덮으며 제 2 금속재질로 이루어진 상판 및 하판과, 상기 제 1 프레임의 개구부에 대응하여 상기 상판 및 하판 사이에 형성된 제 1 단열재와, 상기 제 1 단열재 내부에 형성되며 냉각수를 공급하는 공급단과 배출하는 배출단을 가지며 상기 프레임과 상기 하판 사이에 지그재그 형태로 연결되며 형성된 PCW(process cooling water) 관을 포함하여 구성되며, 상기 제 1, 2, 3, 4 측면과 상기 밑면 각각은 상기 제 1 금속재질로 격자형태로 이루어진 제 2 프레임과 상기 제 2 금속물질로 상기 제 2 프레임을 덮으며 각각 형성된 내벽 및 외벽과 상기 내벽과 외벽 사이에 위치하는 상기 제 2 프레임의 개구에 형성된 제 2 단열재로 구성되며, 상기 제 1 측면에는 컬러필터 형성된 기판을 반입 반출할 수 있는 기판 출입구가 구비되며, 상기 제 1 측면의 외측에는 상기 기판 출입구를 밀폐시키기 위한 셔터가 구비되며, 상기 밑면의 상부에는 지지대에 의해 지지되며 다수의 IR 히터가 구비되며, 상기 IR 히터 상부에는 상기 기판을 지지하기 위한 다수의 지지핀이 구비된 것을 특징으로 한다. The color filter curing firing apparatus according to the present invention has a bottom surface and a chamber formed with the first, second, third, and fourth side surfaces formed by opening an upper portion thereof, and a cover for covering the opened upper portion of the chamber. In the apparatus, the cover has a lattice structure, the first frame made of a first metal material, the upper and lower plates made of a second metal material covering the first frame on the upper and lower portions, respectively, and the first A first heat insulating member formed between the upper plate and the lower plate corresponding to the opening of the frame, and having a supply end for supplying cooling water and a discharge end for discharging cooling water, which are formed inside the first heat insulating material, are connected in a zigzag form between the frame and the lower plate; Comprising a PCW (process cooling water) tube formed, each of the first, second, third, fourth side and the bottom surface is formed of a lattice form of the first metal material And a second heat insulating material formed in an opening of the second frame positioned between the inner wall and the outer wall and the inner wall and the outer wall respectively covering the second frame with the second frame and the second metal material. The side surface is provided with a substrate entrance for carrying in and out of the color filter formed substrate, the outer side of the first side is provided with a shutter for sealing the substrate entrance, the upper portion of the bottom is supported by a support and a plurality of IR A heater is provided, and a plurality of support pins for supporting the substrate is provided on the IR heater.
이때, 상기 챔버의 서로 마주하는 제 3 및 제 4 측면 내측으로 상기 제 3 및 제 4 측면과 마주하며 이격하며 열반사 단열재가 구비된 것이 특징이다. In this case, the third and fourth side surfaces of the chamber facing each other and spaced apart from each other and facing the third and fourth sides are characterized in that the heat reflection insulating material is provided.
또한, 상기 챔버의 상기 제 1, 2, 3 및 4 측면 중 어느 하나의 측면에는 외부 배관을 통해 청정한 공기를 상기 챔버 내부로 공급하기 위한 다수의 급기 노즐이 구비되며, 상기 제 1, 2, 3 및 4 측면 중 어느 하나의 측면에는 상기 챔버 내부의 공기를 배출시키기 위한 배기구가 구비된 것이 특징이다. In addition, any one of the first, second, third and fourth sides of the chamber is provided with a plurality of air supply nozzles for supplying clean air into the chamber through an external pipe, the first, second, third And one of the four sides is characterized in that the exhaust port for discharging the air in the chamber.
또한, 상기 다수의 급기 노즐과 상기 외부배관 사이에는 상기 챔버 내의 온도로 상기 공급되는 청정한 공기를 가열하기 위한 급기 히터가 구비된 것이 특징이다. In addition, an air supply heater is provided between the plurality of air supply nozzles and the external pipe to heat the clean air supplied at a temperature in the chamber.
상기 PWC 관은 하나의 냉각수 공급단 및 배출단을 가지며 상기 커버 전면에 대해 상기 공급단과 배출단이 하나로 연결된 형태를 이루거나, 또는 다수의 냉각수 공급단 및 배출단을 가져 상기 각각 하나의 공급단 및 배출단을 연결시키는 형태로 다수의 부분으로 분리 형성된 것이 특징이다. The PWC pipe has one cooling water supply stage and a discharge stage, and the supply stage and the discharge stage are connected to the front of the cover in one form, or each of the one supply stage and a plurality of cooling water supply stages and discharge stages. It is characterized by being formed into a plurality of parts in the form of connecting the discharge end.
또한, 상기 제 1 단열재 내부에는 상기 커버의 온도를 감지하는 온도 감지 센서를 구비하여 상기 커버가 특정 온도 이상이 되면 자동적으로 상기 PCW 관을 통한 냉각수의 흐름을 콘트롤하여 상기 커버를 냉각시키는 구동을 하는 것이 특징이다. In addition, the first heat insulating material is provided with a temperature sensor for sensing the temperature of the cover to drive the cooling of the cover by automatically controlling the flow of coolant through the PCW tube when the cover is above a certain temperature. Is characteristic.
또한, 상기 PCW 관은 열전성이 우수하고, 냉각수에 대한 내부식성을 갖는 구 리 재질인 것이 바람직하다. In addition, the PCW tube is preferably a copper material having excellent thermoelectricity and corrosion resistance to cooling water.
또한, 상기 제 1 금속재질은 SUS이며, 상기 제 2 금속재질은 SUS 또는 알루미늄(Al) 인 것이 바람직하다. In addition, the first metal material is SUS, and the second metal material is preferably SUS or aluminum (Al).
본 발명에서는 장기간 사용해도 변형이 되지 않는 커버를 구비함으로써 커버 교체에 따른 비용을 저감시키며, 나아가 커버 교체를 위한 소성장치 휴지시간을 줄임으로써 장비 가동률을 향상시키는 효과가 있다. In the present invention, by providing a cover that does not deform even if used for a long time to reduce the cost of replacing the cover, and further has the effect of improving the equipment operation rate by reducing the firing device down time for the cover replacement.
또한, 챔버내 측면과의 여유 공간에 상기 챔버 내측벽과 이격하여 열반사 단열재를 구비함으로서 챔버 내부에 열효율을 증대시키며, 챔버의 내측면을 통해 외부로 열 방출을 최소화함으로써 IR 히터의 출력치를 줄일 수 있어 전기료 절감 치 내구성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, by providing a heat reflection insulating material spaced apart from the inner wall of the chamber in the free space with the side of the chamber to increase the thermal efficiency inside the chamber, and minimize the heat emission to the outside through the inner surface of the chamber to reduce the output value of the IR heater It can reduce the cost of electricity and improve the durability.
커버의 휨 발생에 의해 챔버와 완전 밀폐를 이루지 못함으로써 발생하는 챔버 내부에서의 원치 않는 열대류에 의한 기판 내의 부분적인 온도 차이 발생을 억제함으로서 컬러필터 경화 불량을 방지하는 효과가 있다. There is an effect of preventing the color filter hardening failure by suppressing the partial temperature difference in the substrate due to unwanted tropical flow in the chamber caused by the failure of the cover is not completely sealed with the chamber.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 컬러필터 경화용 소성장치에 대해 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a baking apparatus for curing the color filter according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 컬러필터 경화용 소성장치의 오픈된 상태의 챔버 및 커버를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 소성장치에 있어서 챔버의 어느 하나의 측면에 대한 단면도이며, 도 7은 본 발명의 소성장치에 있어서 열반사 단열재가 구비된 제 2 측면 및 밑면 일부를 절단한 부분에 대한 단면도이다. 또한, 도 8은 본 발명의 소성장치에 있어서 챔버를 위에서 바라본 평면도이며, 도 9는 본 발명의 소성장치에 있어서 커버를 위에서 바라본 평면도이다.Figure 5 is a perspective view showing the chamber and the cover of the open state of the color filter curing firing apparatus according to the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view of any one side of the chamber in the firing apparatus of the present invention, Figure 7 Is sectional drawing about the part which cut | disconnected the 2nd side surface and a base part part with heat reflection insulating material in the baking apparatus of this invention. 8 is a plan view seen from above of the chamber in the firing apparatus of the present invention, and FIG. 9 is a plan view viewed from above in the firing apparatus of the present invention.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 컬러필터 경화용 소성장치(100)는 컬러 레지스트가 도포된 컬러필터 기판(미도시)이 안착되는 하부 챔버(110)와 상기 챔버(110)를 덮어 밀폐된 공간을 완성하며 슬라이딩 방식으로 개폐 가능한 커버(150)로 구성되고 있다. As shown, the color filter
이때, 상기 하부 챔버(110)는 밑면(119)과 4개의 측면(120, 140, 142, 144)으로 이루어지고 있으며, 상기 밑면(119)에는 상기 컬러필터 기판(미도시)이 안착될 수 있도록 일정간격으로 이격 배치된 다수의 지지핀(113)이 구비되고 있으며, 상기 지지핀(113) 하부에 위치하여 상기 지지핀(113) 끝단에 안착된 컬러필터 기판(미도시)을 가열시키는 다수의 IR 히터(116)가 구비되고 있다. 이러한 다수의 IR 히터(116) 각각은 격자구조를 갖는 히터 지지대(118)에 의해 지지 고정되며 상기 컬러필터 기판(미도시)에 고른 열전달을 위해 그 챔버(110) 내부에서 평탄한 표면을 이루도록 수평하게 배치되고 있다. In this case, the
또한, 상기 하부 챔버(110)의 4개의 측면(120, 140, 142, 144) 중 어느 하나의 측면(이하 제 1 측면(120)이라 칭함)에는 컬러필터 기판(미도시)의 반입 반출을 위한 컬러필터 기판 출입구(123)가 구비되고 있으며, 상기 기판 출입구(123)가 구 비된 제 1 측면(120)에 대응해서는 상기 컬러필터 기판(미도시)이 상기 챔버(110) 내부에 지지핀(113) 상에 안착된 후 가열 진행 시 챔버(110) 내부의 열이 외부로 방출되는 것을 방지하기 위해 상기 기판 출입구(123)를 밀폐시키는 셔터(126)가 구비되고 있다. 상기 셔터(126)는 축(130)에 의해 지지되며, 상기 축(130)은 실린더(미도시) 등과 연결되어 있어 상기 셔터(126)의 상승 및 하강 운동이 가능하도록 하고 있으며, 상기 축(130)과 셔터(126)는 상기 챔버(110)의 제 1 측면(120)과 밀착될 수 있도록 상기 제 1 측면(120)을 향해 전후로 직선 왕복 운동을 할 수 있도록 구성되고 있는 것이 특징이다. In addition, any one of four
또한, 상기 셔터(126)의 상기 챔버(110)의 제 1 측면(120)과 마주하는 면에는 실링제로서 이루어진 오링(133)이 구비되어 상기 제 1 측면(120)과 접촉 시 완전 밀폐가 이루어지도록 구성되고 있다. In addition, the surface facing the
한편, 상기 챔버(110)의 외측벽을 이루는 상기 밑면과 4개의 측면(120, 140, 142, 144)은 각각 SUS 재질로 이루어진 내벽(112)과 외벽(114)과 이들 사이에 개재된 단열재(115)의 단면 구성을 갖는다. 이때, 상기 밑면(119)과 4개의 측면(120, 140, 142, 144)은 연결된 형태로 격자구조를 갖는 프레임(미도시)이 구성되어 상기 외벽(114)과 내벽(112)이 각각 상기 프레임(미도시)을 덮으며, 격자구조를 갖는 상기 프레임(미도시)으로 포획되는 각 영역에 상기 프레임(미도시)의 두께와 동일한 두께를 갖는 단열재(115)가 개재된 구성을 갖는 것이 특징이다. Meanwhile, the bottom surface and the four
또한, 본 발명의 특징적인 구성으로써 상기 챔버(110)의 상기 4개의 측면(120, 140, 142, 144) 중 상기 기판 출입구(123)가 구비된 제 1 측면(120)과 이 와 마주하는 제 2 측면(140)을 제외한 제 3 및 제 4 측면(142, 1144)에 대응하여 열 특히 적외선 반사와 단열의 역할을 하는 동시에 하는 열반사 단열재(148)가 구비되고 있는 것이 특징이다. 이때, 상기 열반사 단열재(148)는 그 단면구조가 "L" 형태를 이룸으로써 열반사 단열재(148)의 밑면의 폭만큼이 상기 챔버(110)의 제 3 및 제 4 측면(142, 144)과 이격하며 형성됨으로써 상기 챔버(110)의 제 3 및 제 4 측면(142, 144)과 상기 열반사 단열재(148) 사이에는 공기층이 형성되도록 구성된 것이 특징이다.In addition, as a characteristic configuration of the present invention of the four side (120, 140, 142, 144) of the
따라서, 상기 IR 히터(116)를 통해 가열되어 300℃ 내지 350℃를 이루는 챔버(110) 내부 열이 상기 챔버(110) 외부로 전도되어 자연 방출되는 것을 3중으로 방지함으로써 열손실을 최소화 할 수 있다. 즉, 상기 챔버(110)내의 제 3 및 제 4 측면(142, 144)에 대해서는 상기 제 3 및 제 4 측면(142, 144) 내측에 구비된 상기 열반사 단열재(148)에 의해 1차적으로 열이 챔버(110) 외부로 방출되는 것을 방지하고, 상기 열반사 단열재(148)와 상기 제 3 및 제 4 측면(142, 144) 사이에 구성된 공기층에 의해 2차적으로 열손실을 방지하며, 최종적으로 상기 제 3 및 제 4 측면(142, 144)에 의해 더욱 정확히는 상기 제 3 및 제 4 측면(142, 144) 내부의 단열재(116)에 의해 열손실을 방지하게 된다. 따라서, 종래의 소성장치 대비 본 발명에 따른 소성장치(110)는 챔버(110) 내부에서 외부로 전도 또는 복사에 의해 자연 방출되는 열을 최소화함으로써 소성장치(110)의 열효율을 향상시킬 수 있다. 그리고 챔버(110) 내부의 열효율이 향상됨으로서 IR 히터(116)를 가열시키기 위한 전기 사용량을 줄일 수 있으므로 최종적으로 컬러필터 제조 단가를 저감시킬 수 있다.Accordingly, heat loss may be minimized by preventing the internal heat of the
한편, 전술한 구성을 갖는 하부 챔버(110)의 상부를 덮어 완전히 밀폐 공간을 이루도록 하는 커버(150)는 SUS 재질로 이루어지며 격자 구조를 갖는 프레임(153)과, 상기 프레임(153)의 상면 및 하면에 각각 금속재질 예를들면 SUS 또는 알루미늄(Al)의 상판(156) 및 하판(159)이 구비되고 있으며, 금속재질의 상기 상판(156)과 하판(159) 사이에는 단열재(162)가 구성되고 있다. 이때 상기 단열재(162)는 상기 격자구조의 프레임(153)으로 포획되는 개구를 채우며, 즉 상기 프레임(153)의 측면과 접촉하며 구비되고 있다.On the other hand, the
이때, 본 발명의 또 다른 특징적인 구성으로써 상기 커버(150)에는 상기 격자구조를 갖는 프레임(153)과 금속재질의 상기 하판(159) 사이에 상기 커버(150)의 열변형을 방지하기 위해 PCW(process cooling water) 공급을 위한 PCW 관(165)이 그 끝단이 연결되어 지그재그 형태로 상기 커버의 일끝단 끝단에서 일정간격 이격하며 형성되고 있는 것이 특징이다. 이러한 PCW 관(165)은 상온 또는 상온보다 낮은 온도를 갖는 냉각수를 공급하기 위한 공급단(167)과 챔버(110)내의 열에 의해 가열된 냉각수를 배출시키기 위한 배출단(169)을 가지며, 상기 공급단(167)과 배출단(169) 각각을 통해 냉각수가 주입 및 배출되며 상기 커버(150)의 금속재질로 이루어진 하판(159)과 상기 프레임(153)을 냉각시킴으로서 상기 커버(150)가 지속적인 열에 노출됨으로서 그 가장자리 휨이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다.In this case, the
상기 PCW 관(165)은 하나의 공급단(167)과 배출단(169)을 가져 상기 커버(150) 전체에 하나로 연결된 형태를 가질 수도 있으며, 또는 도시된 바와같이 상기 커버(150)의 중앙부를 기준으로 이등분된 제 1 및 제 2 영역에 각각 입력 단(167)과 배출단(169)을 갖는 제 1 및 제 2 PCW 관(165a, 165b)이 형성된 형태를 가질 수도 있다. 이러한 PCW 관(165)의 설치 형태는 챔버(110)의 면적에 비례하며, 챔버(110)내의 온도와 냉각수의 챔버(110)내에서의 이동거리 등을 고려하여 자유롭게 변형될 수 있다. 이때 상기 커버(150)의 내부에는 온도 센서(미도시)가 구비됨으로써 상기 커버(150) 내부의 온도 변화를 알 수 있다. 이때 상기 PCW 관(165)은 열전도성이 우수하며 물에 대한 내부식성이 우수한 금속재질인 구리(Cu)로 이루어지고 있는 것이 특징이다. The
따라서, 상기 커버(150) 내부에 PCW 관(165)이 구비되어 상기 챔버(110) 내의 IR 히터(116)에 의해 가열되어 그 내부 구비된 프레임(153)이 특정 온도 이상이 되면 자동적으로 상기 PCW 관(165)을 통해 냉각수가 공급되고 상기 냉각수에 의해 상기 커버(150)는 냉각되므로 지속적으로 고온에 노출됨으로써 발생하는 프레임(153)의 휨 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 커버(150)가 장기간 사용 시에도 휨이 발생하지 않으므로 컬러필터의 경화를 위한 소성공정 진행시는 항상 챔버(110)와 완전 밀착된 상태를 유기할 수 있으므로 컬러필터 기판(미도시) 상의 부분적인 온도 차이에 의한 컬러필터 경화 불량을 방지할 수 있다. Therefore, the
또한 커버(150)를 주기적으로 교체할 필요가 없으므로 컬러필터 기판의 제조 비용을 저감시킬 수 있으며, 커버(150) 교체를 위해 상기 소성장치(100)의 가동을 중단시킬 필요가 없으므로 상기 소성장치(100)의 가동률을 향상시켜 컬러필터 기판의 단위 시간당 생산성을 향상시킬 수 있다. In addition, since the
한편, 전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 상기 하부 챔버(110)와 커버(150) 는 상기 소성장치(100)로서의 역할을 하는 동안에는 항상 밀폐되고 있으며, 상기 하부 챔버(110) 내부의 클리닝 진행 시 또는 IR 히터(116) 교환 시에만 도시한 바와 같은 오픈된 구조를 이룬다. 이때 상기 하부 챔버(110)와 커버(150)는 완전 밀폐를 위해 상기 커버(150)와 상기 하부 챔버(110)의 4개의 측면(120, 140, 142, 144)이 접촉하는 부분에는 열에 강한 유기 또는 고분자 물질로서 실링제(미도시)가 구비되고 있다. On the other hand, the
또한, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 챔버(110)는 외부의 급기 배관(미도시)과 연결을 위해 다수의 급기 노즐(미도시)이 상기 4개의 측면(120, 140, 142, 144) 중 어느 하나의 측면에 구비되고 있으며, 외부의 배기 배관(미도시)과 연결을 위한 다수의 배기구(미도시)가 구비되고 있다. 이때 상기 급기 노즐(미도시)은 급기 히터(미도시)와 연결됨으로서 외부에 구비된 급기 배관(미도시)을 통해 클린 에어가 상기 챔버(110) 내부로 공급될 시에는 상기 급기 히터(미도시)에 의해 가열되어 상기 챔버(110) 내의 온도와 거의 동일한 수준의 온도를 갖는 상태에서 상기 챔버(110) 내부로 유입되는 것이 특징이다. 이렇게 급기 히터(미도시)를 통해 클린 에어의 공급이 이루어지도록 하는 것은 챔버(110)내의 온도 분위기에 영향을 미치지 않도록 하기 위함이다. 단순히 클린 에어(clean air)만이 상기 챔버(110) 내부로 공급되는 경우, 상기 챔버(110) 내부에서 급격한 온도 변화가 발생하게 되며 이로 인해 컬러필터 경화 불량을 초래할 수 있으며, 챔버(110)의 열효율을 저감시킬 수 있으므로 이를 방지하기 위함이다.In addition, although not shown in the drawing, the
또한, 상기 챔버(110)가 배기구(미도시)를 구비하여 외부의 배기관(미도시) 과 연결시킨 구조를 이루는 것은 컬러 레지스트로 이루어진 컬러필터 경화 시 발생하는 퓸(fume)을 배출시키기 위함이다. 컬러필터를 이루는 컬러 레지스트의 건조 및 경화시에는 내부의 수분이 증발하게 되는데, 이때 상기 증발하는 수분에는 유기 퓸(fume)이 많이 내포되어 있으며, 이러한 유기 퓸(fume)은 챔버(110) 내부를 오염시키고, 나아가 컬러필터 기판(미도시) 자체도 오염시키는 원인이 되므로 이를 원활히 배출시키기 위해 상기 배기구(미도시)를 구비하고 있는 것이다. In addition, the
따라서, 본 발명에 따른 컬러필터 경화용 소성장치(110)는 히터에 의해 챔버(110) 내 온도로 가열된 클린 에어가 급기 노즐(미도시)을 통해 급기되며, 컬러필터로부터 배출된 유기 퓸(fume)을 포함하는 오염된 공기가 상기 배기구(미도시)를 통해 배출되므로 상기 챔버(110) 내부에는 항상 적정 온도를 갖는 신선한 공기로 채워진 상태가 되므로 챔버(110) 오염으로 인한 컬러필터 기판(미도시)의 불량을 방지할 수 있다. Therefore, in the color filter curing
이후에는 전술한 본 발명에 따른 컬러필터 경화용 소성장치를 이용한 컬러필터 기판의 경화공정에 대해 간단히 설명한다.Hereinafter, the curing process of the color filter substrate using the color filter curing apparatus according to the present invention described above will be briefly described.
우선, 잉크젯 장치(미도시)를 통해 적, 녹 ,청색 컬러 레지스트가 도포된 컬러필터 기판(미도시)을 로롯 암(미도시)에 안착시킨다. 이후, 상기 하부 챔버(110)의 상기 셔터(126)를 하강시켜 상기 컬러필터 기판(미도시) 출입구가 노출된 상태를 이루도록 한다.First, a color filter substrate (not shown) coated with red, green, and blue color resists is mounted on a lot arm (not shown) through an inkjet device (not shown). Thereafter, the
다음, 상기 기판 출입구(123)를 통해 상기 로봇 암(미도시)에 안착된 컬러필터 기판(미도시)을 상기 챔버(110) 내부로 투입하고, 상기 로봇 암(미도시)을 소정 간격 하강시킴으로써 상기 컬러필터 기판(미도시)이 상기 챔버(110) 내의 다수의 지지핀(113) 상에 위치하도록 한다. 이후, 상기 컬러필터 기판(미도시)이 상기 다수의 지지핀(113)에 의해 지지된 상태에서 상기 로봇 암(미도시)을 배출시킨다. Next, a color filter substrate (not shown) seated on the robot arm (not shown) is introduced into the
다음, 상기 셔터(126)를 상승시켜 상기 셔터(126)가 상기 제 1 측면(120)의 기판 출입구(123)를 완전히 가리도록 한 상태에서 상기 축(130)과 셔터(126)를 상기 챔버(110)의 제 1 측면(120) 쪽으로 직선운동을 하도록 함으로서 상기 셔터(126)가 상기 제 1 측면(120)과 완전 밀착된 상태를 이루도록 한다.Next, the
다음, 상기 챔버(110) 내부의 IR 히터(116)에 전기를 공급하여 가열함으로써 챔버(110) 내부의 온도를 적정 온도(300℃ 내지 350℃)까지 상승시키고, 동시에 히터에 의해 가열된 클린 에어를 급기 노즐(미도시)을 통해 공급하며, 동시에 상기 챔버(110) 내부의 유기 퓸(fume)을 포함하는 공기를 배기구(미도시)를 통해 배출시킨다. Next, by supplying electricity to the
다음, 적정시간 동안 전술한 상태를 유지하고, 컬러필터의 경화가 완료된 시점에서 상기 클린 에어의 급기와 오염된 공기의 배기를 중지시키고, 셔터(126)를 후진 하강시켜 상기 기판 출입구(123)를 노출시킨 후, 로봇암(미도시)을 상기 기판 출입구(123)를 통해 투입하여 상기 컬러필터가 경화된 컬러필터 기판(미도시)을 배출시킴으로서 컬러필터 경화공정을 완료할 수 있다. Next, the above-described state is maintained for a proper time, and when the curing of the color filter is completed, the supply of the clean air and the exhaust of the contaminated air are stopped, and the
도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해사시도.1 is an exploded perspective view of a general liquid crystal display device.
도 2는 종래의 컬러필터 경화를 위한 소성장치의 챔버 및 상판을 간략히 도시한 사시도.Figure 2 is a perspective view briefly showing the chamber and the top plate of the baking apparatus for the conventional color filter curing.
도 3은 종래의 컬러필터 경화를 위한 소성장치에 있어 상판과 챔버가 밀착된 상태를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a state in which the top plate and the chamber in close contact with the conventional baking apparatus for color filter curing.
도 5는 본 발명에 따른 컬러필터 경화용 소성장치의 오픈된 상태의 챔버 및 커버를 도시한 사시도.5 is a perspective view showing a chamber and a cover in an open state of a baking apparatus for curing color filters according to the present invention.
도 6은 본 발명의 소성장치에 있어서 챔버의 어느 하나의 측면에 대한 단면도.Figure 6 is a cross-sectional view of any one side of the chamber in the firing apparatus of the present invention.
도 7은 본 발명의 소성장치에 있어서 열반사 단열재가 구비된 제 2 측면 및 밑면 일부를 절단한 부분에 대한 단면도.7 is a cross-sectional view of a portion of the second side and the bottom surface with heat reflection insulating material cut in the firing apparatus of the present invention.
도 8은 본 발명의 소성장치에 있어서 챔버를 위에서 바라본 평면도.Figure 8 is a plan view of the chamber from above in the firing apparatus of the present invention.
도 9는 본 발명의 소성장치에 있어서 커버를 위에서 바라본 평면도.Figure 9 is a plan view of the cover from the firing apparatus of the present invention from above.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 소성장치 110 : 챔버100: firing apparatus 110: chamber
113 : 지지핀 116 : IR 히터113: support pin 116: IR heater
120 : 제 1 측면 123 : 기판 출입구120: first side 123: substrate entrance
126 : 셔터 130 : 축126: shutter 130: axis
133 : 실링제 140 : 제 2 측면133: sealing agent 140: second side
142 : 제 3 측면 144 : 제 4 측면142: third side 144: fourth side
148 : 열반사 단열재 150 : 커버148: heat reflection insulation 150: cover
153 : 프레임 156 : 상판153: frame 156: top plate
159 : 하판 162 : 단열재159: lower plate 162: insulation
165 : PCW 관 165a, 165b : 제 1, 2 PCW 관165:
167 : (냉각수)공급단 169 : (냉각수)배출단 167: (cooling water) supply stage 169: (cooling water) discharge stage
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KR1020090069706A KR20110012132A (en) | 2009-07-29 | 2009-07-29 | Baking apparatus for color filter |
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ID=43772095
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101423521B1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-08-04 | 주식회사 테라세미콘 | Apparatus for processing substrate |
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2009
- 2009-07-29 KR KR1020090069706A patent/KR20110012132A/en not_active Application Discontinuation
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