KR20110121256A - Droplet unit and substrate processing appratus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 토출유닛 및 기판 처리 장치에 관한 것으로, 원료물질의 주입 및 토출 시 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있는 토출유닛 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a discharge unit and a substrate processing apparatus, and more particularly, to a discharge unit and a substrate processing apparatus which can prevent generation of particles during injection and discharge of raw materials.
종래에는 표시 장치로 CRT(Cathode Ray Tube)를 사용하였다. 이는 그 부피가 크고 무거운 단점이 있었다. 이에 최근에는 액정 표시 패널(Liquid Display Device: LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel: PDP) 및 유기EL(Organic Light Emitting Device: OLED)과 같은 평판 표시 패널의 사용이 증대되고 있다. 이는, 경량, 박형 및 저소비 전력을 갖는 특성이 있다.Conventionally, a CRT (Cathode Ray Tube) is used as a display device. This has the disadvantage of being bulky and heavy. Recently, the use of flat panel displays such as a liquid crystal display panel (LCD), a plasma display panel (PDP), and an organic light emitting device (OLED) has been increasing. It has the characteristics of light weight, thinness and low power consumption.
이와 같은 평판 표시 패널의 경우, 한 쌍의 평판형 기판을 접합시켜 제작한다. 즉, 액정 표시 패널의 제작을 예로 들면, 먼저 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성된 하부 기판과, 컬러 필터와 공통 전극이 형성된 상부 기판을 제작한다. 이후에 하부 기판 상에 액정을 적하하고, 상부 기판과 하부 기판을 합착 밀봉하여 액정 표시 패널을 제작한다.In the case of such a flat panel display panel, a pair of flat panel type boards are bonded together and manufactured. That is, taking the manufacture of a liquid crystal display panel as an example, first, a lower substrate on which a plurality of thin film transistors and pixel electrodes are formed, and an upper substrate on which a color filter and a common electrode are formed are manufactured. Thereafter, a liquid crystal is dropped on the lower substrate, and the upper substrate and the lower substrate are bonded and sealed to manufacture a liquid crystal display panel.
이때, 기판에 액정을 적하하기 위해 액정 기판 처리 장치가 사용된다. 이러한 액정 기판 처리 장치는 기판이 안착되는 스테이지, 스테이지 상측에 배치된 겐트리, 겐트리 상에 장착 고정되며, 일방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 토출유닛, 복수의 토출유닛을 수평이동시키는 토출유닛 이동수단, 스테이지 상에 설치되어 겐트리를 수평방향으로 이동시키는 겐트리 이동수단을 포함한다. 여기서 복수의 토출유닛 각각은 액정을 저장하는 액정 저장부, 일정량의 액정을 수용하는 시린지, 시린지 내부에서 왕복운동을 하여 상기 시린지 내로 액정을 공급하거나 시린지 내의 액정을 배출시키는 시린지 로드, 시린지로부터 액정을 공급받아 기판 상에 액정을 토출하는 노즐, 제 1 내지 제 3 튜브의 연통을 제어하는 밸브를 포함한다. 이때, 제 1 튜브는 액정 저장부와 밸브 사이를 연결하도록 배치되고, 제 2 튜브는 시린지와 밸브 사이를 연결하도록 배치되며, 제 3 튜브는 밸브와 노즐 사이를 연결하도록 배치된다. 즉, 밸브에는 제 1 내지 제 3 튜브 각각의 일단과 모두 연결되어 있어, 상기 제 1 내지 제 3 튜브 간의 연통을 제어한다. 이에, 시린지 내에 위치하는 시린지 로드를 노즐이 배치된 방향과 반대 방향으로 이동시키고, 밸브를 이용하여 제 1 및 제 2 튜브를 개방시켜 용기 내의 액정을 시린지 내로 공급한다. 또한, 시린지 로드를 노즐이 배치된 방향으로 이동시키고, 밸브를 이용하여 제 3 튜브를 개방시켜 시린지 내의 액정을 노즐로 공급하여, 상기 액정을 기판 상에 토출시킨다.At this time, a liquid crystal substrate processing apparatus is used to drop the liquid crystal onto the substrate. The liquid crystal substrate processing apparatus includes a stage on which a substrate is seated, a gantry disposed on the stage, a gantry mounted on the gantry, a plurality of discharge units arranged in one direction and spaced apart from each other, and a discharge unit for horizontally moving the plurality of discharge units. Moving means, the gantry moving means is installed on the stage to move the gantry in the horizontal direction. Here, each of the plurality of discharge units includes a liquid crystal storage unit for storing liquid crystal, a syringe for accommodating a certain amount of liquid crystal, a syringe rod for reciprocating inside the syringe to supply liquid crystal into the syringe or to discharge liquid crystal in the syringe, and to discharge liquid crystal from the syringe. And a valve for supplying and discharging the liquid crystal onto the substrate, and a valve for controlling communication between the first and third tubes. At this time, the first tube is arranged to connect between the liquid crystal reservoir and the valve, the second tube is arranged to connect between the syringe and the valve, and the third tube is arranged to connect between the valve and the nozzle. That is, the valve is connected to both ends of each of the first to third tubes, thereby controlling communication between the first to third tubes. Accordingly, the syringe rod located in the syringe is moved in the direction opposite to the direction in which the nozzle is disposed, and the first and second tubes are opened using a valve to supply liquid crystal in the container into the syringe. Further, the syringe rod is moved in the direction in which the nozzle is arranged, the third tube is opened by using a valve to supply liquid crystal in the syringe to the nozzle, and the liquid crystal is discharged onto the substrate.
이와 같이 액정을 시린지 내로 흡입하거나 상기 시린지 내부의 액정을 토출하기 위하여, 시린지 로드가 시린지 내부에서 왕복운동을 한다. 이때, 시린지 로드가 시린지 내벽과 접촉한 상태에서 왕복운동을 하게 되므로, 시린지 로드와 시린지 내벽 사이에 마찰에 의한 파티클이 발생된다. 여기서 발생한 파티클이 액정에 섞이게 되어 액정이 오염되고, 이로 인해 소자의 불량이 발생될 수 있다.As described above, in order to suck the liquid crystal into the syringe or to discharge the liquid crystal in the syringe, the syringe rod reciprocates in the syringe. At this time, since the syringe rod is reciprocated in contact with the inner wall of the syringe, particles generated by friction are generated between the syringe rod and the inner wall of the syringe. Particles generated here are mixed with the liquid crystal and contaminate the liquid crystal, which may cause device defects.
또한, 종래에는 밸브로 전기적 신호를 이용하여 제 1 내지 제 3 튜브의 연통을 제어하는 전자식 밸브를 사용하였다. 상기와 같은 전자식 밸브의 경우 신호의 오류가 발생되는 일이 빈번하였다. 이에, 시린지 내로 액정을 주입하기 위하여 밸브를 이용하여 제 1 및 제 2 튜브를 개방시킬 때, 신호에 오류에 의해 제 3 튜브가 개방되어 리크(leak)가 발생되는 문제가 있다. 이로 인해, 시린지 내로 액정이 용이하게 주입되지 않는다. 또한, 시린지 내의 액정을 노즐로 공급하기 위하여 제 3 튜브를 개방시킬 때, 신호의 오류에 의해 제 1 및 제 2 튜브가 개방되어 리크(leak)가 발생되는 문제가 있다. 이로 인해, 시린지 내의 액정이 노즐로 용이하게 공급되지 않는다. 따라서, 기판 상에 액정을 적하시키는 공정에서 제품의 불량이 발생되거나, 공정 시간이 지연되는 문제가 발생된다.In addition, conventionally, an electronic valve that controls communication of the first to third tubes using an electrical signal is used as the valve. In the case of the electronic valve as described above, the error of the signal is frequently generated. Accordingly, when the first and second tubes are opened by using a valve to inject liquid crystal into the syringe, there is a problem in that the third tube is opened due to an error in the signal and leaks occur. For this reason, liquid crystal is not injected easily into a syringe. In addition, when the third tube is opened to supply the liquid crystal in the syringe to the nozzle, there is a problem in that the first and second tubes are opened and a leak is generated due to a signal error. For this reason, the liquid crystal in a syringe is not easily supplied to a nozzle. Therefore, in the process of dropping the liquid crystal on the substrate, a problem of a product occurs or a process time is delayed.
본 발명의 일 기술적 과제는 원료물질의 주입 및 배출 시에 파티클에 의해 액정이 오염되는 것을 방지할 수 있는 토출유닛 및 기판 처리 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a discharge unit and a substrate processing apparatus capable of preventing the liquid crystal from being contaminated by particles during the injection and discharge of the raw material.
본 발명에 따른 토출유닛은 내측에 원료물질을 수용할 수 있는 펌핑공간을 가지는 몸체부 및 상기 펌핑공간의 일측을 커버하도록 설치되고, 탄성 변형이 가능한 압력조절 막을 구비하는 펌핑부, 상기 펌핑공간과 연결되어 상기 펌핑공간으로 원료물질을 주입하는 주입부, 상기 펌핑공간과 연결되어 상기 펌핑공간의 원료물질을 배출하는 배출부, 일단이 상기 주입부와 연결되어 상기 펌핑부의 압력조절 막이 탄성 변형되는 방향에 따라 연통이 제어되는 제 1 밸브, 일단이 상기 배출부와 연결되어 상기 펌핑부의 압력조절 막이 탄성 변형되는 방향에 따라 연통이 제어되는 제 2 밸브를 포함한다.Discharge unit according to the present invention is installed to cover the body portion having a pumping space for accommodating the raw material and one side of the pumping space, the pumping portion having a pressure control membrane capable of elastic deformation, the pumping space and An injection part connected to inject the raw material into the pumping space, a discharge part connected to the pumping space to discharge the raw material of the pumping space, and one end connected to the injection part to elastically deform the pressure control membrane of the pumping part According to the first valve to control the communication, one end is connected to the discharge portion includes a second valve for controlling the communication in the direction of the elastic deformation of the pressure regulation membrane of the pumping portion.
상기 압력조절 막의 탄성 변형에 의해, 상기 제 1 및 제 2 밸브 중 어느 하나는 개방되고, 나머지 하나는 밀폐되된다.By elastic deformation of the pressure regulating membrane, one of the first and second valves is opened and the other is closed.
상기 압력조절 막과 연결되어 상기 압력조절 막을 상기 펌핑공간이 배치된 방향으로 탄성 변형시키거나, 상기 펌핑공간이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형시키는 구동부를 포함한다.And a driving unit connected to the pressure regulating membrane to elastically deform the pressure regulating membrane in a direction in which the pumping space is disposed, or elastically deform in a direction opposite to the direction in which the pumping space is disposed.
상기 펌핑부는 상기 압력조절 막의 상측에 대응 배치되어 상기 상기 압력조절 막을 몸체부에 고정시키는 고정부를 포함한다.The pumping part includes a fixing part disposed corresponding to the upper side of the pressure regulating membrane to fix the pressure regulating membrane to the body part.
상기 고정부의 적어도 일부에 상기 구동부의 일부가 삽입되는 관통홀이 마련된다.At least a part of the fixing part is provided with a through hole into which a part of the driving part is inserted.
상기 구동부는 상기 압력조절 막과 연결된 구동축 및 상기 구동축에 승하강력을 제공하는 동력부를 포함하고, 상기 구동축이 상기 고정부의 관통홀을 관통하여 펌핑부의 개구부에 대응 설치된 압력조절 막과 연결된다.The driving unit includes a driving shaft connected to the pressure regulating membrane and a power unit providing a lifting force to the driving shaft, and the driving shaft is connected to a pressure regulating membrane corresponding to an opening of a pumping unit through a through hole of the fixing unit.
상기 압력조절 막은 적어도 상기 구동축과 연결된 영역이 상기 펌핑공간이 배치된 방향으로 이동하여 탄성 변형되거나, 상기 펌핑공간이 배치된 방향과 반대 방향으로 이동하여 탄성 변형된다.The pressure regulating membrane is elastically deformed by moving at least a region connected to the drive shaft in a direction in which the pumping space is disposed or in a direction opposite to the direction in which the pumping space is arranged.
상기 고정부의 관통홀을 관통하여 상기 압력조절 막과 연결되는 구동축의 직경은 상기 고정부의 관통홀 및 상기 펌핑공간의 내부 직경에 비해 작게 제작된다.The diameter of the drive shaft penetrating the through hole of the fixing part and connected to the pressure regulating membrane is made smaller than the inner diameter of the through hole of the fixing part and the pumping space.
상기 제 1 밸브의 타단에 상기 제 1 밸브로 원료물질을 공급하는 제 1 공급관이 연결되고, 상기 제 2 밸브의 타단에 상기 제 2 밸브의 원료물질이 배출되는 제 2 공급관이 연결된다.A first supply pipe for supplying a raw material to the first valve is connected to the other end of the first valve, and a second supply pipe for discharging the raw material of the second valve is connected to the other end of the second valve.
상기 제 1 및 제 2 밸브로 체크밸브(check valve)를 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use check valves as the first and second valves.
상기 압력조절 막을 상기 펌핑공간이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형시켜, 상기 펌핑공간의 압력을 감소시킴으로써, 상기 제 1 밸브를 개방하고 제 2 밸브를 밀폐시킨다.The pressure regulating membrane is elastically deformed in a direction opposite to the direction in which the pumping space is disposed, thereby reducing the pressure in the pumping space, thereby opening the first valve and closing the second valve.
상기 압력조절 막을 상기 펌핑공간이 배치된 방향으로 탄성 변형시켜, 상기 펌핑공간의 압력을 증가시킴으로써, 상기 제 2 밸브를 개방시키고 상기 제 1 밸브를 밀폐시킨다.The pressure regulating membrane is elastically deformed in the direction in which the pumping space is disposed, thereby increasing the pressure of the pumping space, thereby opening the second valve and closing the first valve.
상기 원료물질로 액정을 사용한다.Liquid crystal is used as the raw material.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판이 안치되는 스테이지, 상기 스테이지 상측에 배치된 겐트리, 상기 겐트리 상에 장착 고정되어 상기 기판 상에 원료물질을 토출하는 토출유닛을 포함하고, 상기 토출유닛은 내측에 원료물질을 수용할 수 있는 펌핑공간을 가지는 몸체부 및 상기 펌핑공간의 일측을 커버하도록 설치되고, 탄성 변형이 가능한 압력조절 막을 구비하는 펌핑부, 상기 펌핑공간과 연결되어 상기 펌핑공간으로 원료물질을 주입하는 주입부, 상기 펌핑공간과 연결되어 상기 펌핑공간의 원료물질을 배출하는 배출부, 일단이 상기 주입부와 연결되어 상기 펌핑부의 압력조절 막이 탄성 변형되는 방향에 따라 연통이 제어되는 제 1 밸브, 일단이 상기 배출부와 연결되어 상기 펌핑부의 압력조절 막이 탄성 변형되는 방향에 따라 연통이 제어되는 제 2 밸브를 포함한다.A substrate processing apparatus according to the present invention includes a stage on which a substrate is placed, a gantry disposed above the stage, a discharge unit mounted on the gantry and fixed to discharge raw material onto the substrate, wherein the discharge unit includes A body part having a pumping space capable of accommodating a raw material therein and a pumping part installed to cover one side of the pumping space and having a pressure control membrane capable of elastic deformation, and connected to the pumping space to feed the raw material into the pumping space. An injection part for injecting a substance, a discharge part connected to the pumping space to discharge raw materials of the pumping space, and one end connected to the injection part so that communication is controlled according to a direction in which the pressure regulating membrane of the pumping part is elastically deformed 1 valve, one end is connected to the discharge portion and communication is controlled according to the direction in which the pressure regulating membrane of the pumping portion is elastically deformed. And a second valve.
상기 압력조절 막의 탄성 변형에 의해, 상기 제 1 및 제 2 밸브 중 어느 하나는 개방되고, 나머지 하나는 밀폐된다.By elastic deformation of the pressure regulating membrane, either one of the first and second valves is opened and the other is closed.
상기 압력조절 막을 상기 펌핑공간이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형시켜, 상기 펌핑공간의 압력을 감소시킴으로써, 상기 제 1 밸브를 개방하고 제 2 밸브를 밀폐시킨다.The pressure regulating membrane is elastically deformed in a direction opposite to the direction in which the pumping space is disposed, thereby reducing the pressure in the pumping space, thereby opening the first valve and closing the second valve.
상기 압력조절 막을 상기 펌핑공간이 배치된 방향으로 탄성 변형시켜, 상기 펌핑공간의 압력을 증가시킴으로써, 상기 제 2 밸브를 개방시키고 상기 제 1 밸브를 밀폐시킨다.The pressure regulating membrane is elastically deformed in the direction in which the pumping space is disposed, thereby increasing the pressure of the pumping space, thereby opening the second valve and closing the first valve.
상기 제 1 및 제 2 밸브로 체크밸브(check valve)를 사용한다.Check valves are used as the first and second valves.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에서는 내부에 원료물질을 수용할 수 있는 펌핑공간이 마련된 몸체부, 상기 펌핑공간의 일측을 커버하도록 배치되어 상기 펌핑공간의 압력을 조절하는 압력조절 막을 구비하는 펌핑부와 서로 다른 방향성을 갖는 제 1 및 제 2 밸브를 이용하여 원료물질의 주입 및 배출을 용이하게 제어한다. 즉, 압력조절 막을 펌핑공간이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형시키거나, 상기 펌핑공간이 배치된 방향으로 탄성 변형시킨다. 이때 펌핑공간의 압력이 감소하거나 증가하는데, 상기 펌핑공간의 압력 변화에 의해 원료물질이 펌핑공간으로 주입되거나, 상기 액정이 펌핑공간으로부터 배출된다. 이에, 종래에서와 같이 시린지 로드를 사용하지 않고도, 펌핑공간의 압력을 조절하여 원료물질의 주입 및 배출 공정을 실시할 수 있다. 또한, 펌핑공간 내부에서 왕복운동하는 시린지 로드를 사용하지 않으므로, 상기 시린지 로드의 외주면과 펌핑공간의 내주면의 마찰에 의해 파티클이 발생되는 문제도 해결할 수 있다. 따라서, 원료물질이 파티클에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있고, 상기 원료물질을 이용하는 장치의 불량 발생을 방지할 수 있다.As described above, in the embodiments of the present invention, a body part having a pumping space for accommodating a raw material therein is provided, and a pressure regulating membrane is disposed to cover one side of the pumping space to adjust the pressure of the pumping space. The first and second valves having different directions from those of the pumping part are used to easily control the injection and discharge of the raw materials. That is, the pressure regulating membrane is elastically deformed in the direction opposite to the direction in which the pumping space is disposed, or elastically deformed in the direction in which the pumping space is arranged. At this time, the pressure of the pumping space is reduced or increased, the raw material is injected into the pumping space by the pressure change of the pumping space, or the liquid crystal is discharged from the pumping space. Thus, without using a syringe rod as in the prior art, it is possible to perform the injection and discharge process of the raw material by adjusting the pressure of the pumping space. In addition, since the syringe rod reciprocating in the pumping space is not used, a problem in which particles are generated by friction between the outer circumferential surface of the syringe rod and the inner circumferential surface of the pumping space can be solved. Therefore, it is possible to prevent the raw material from being contaminated by the particles and to prevent the occurrence of defects in the apparatus using the raw material.
또한, 서로 다른 방향성을 갖는 제 1 및 제 2 밸브를 이용함으로써, 주입구를 통해 펌핑공간으로 원료물질을 주입하는 동안 배출구를 용이하게 밀폐 시킬수 있다. 그리고 배출구를 통해 펌핑공간의 원료물질을 배출시키는 동안, 주입구를 용이하게 밀폐시킬 수 있다. 이로 인해, 펌핑부공간으로 원료물질을 주입하는 공정 및 상기 펌핑공간의 원료물질을 배출시키는 공정시, 리크(leak)가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 리크(leak) 발생에 의한 제품의 불량과, 공정 시간이 지연되는 것을 줄일 수 있다.In addition, by using the first and second valves having different directionality, it is possible to easily seal the outlet while injecting the raw material into the pumping space through the inlet. And while discharging the raw material of the pumping space through the discharge port, the injection port can be easily closed. As a result, leakage may be prevented in the process of injecting the raw material into the pumping part space and in the process of discharging the raw material in the pumping space. Therefore, it is possible to reduce the defect of the product due to leakage and the delay of the process time.
그리고 본 발명의 실시예들에서는 종래와 같은 전자식 밸브를 사용하지 않고도, 전자식 밸브의 기능을 구현할 수 있다. 이에, 종래에서와 같이 시린지에서 밸브로 연결되던 별도의 관로가 필요없게 됨에 따라 장치를 단순화할 수 있다. 또한, 전자식 밸브를 사용하지 않으므로 전기적 연결이 필요 없으며, 탈부착이 간편하고 세정이 용이하다.And in the embodiments of the present invention, it is possible to implement the function of the electronic valve, without using the conventional electronic valve. Thus, the apparatus can be simplified as there is no need for a separate pipe connected to the valve in the syringe as in the prior art. In addition, since no electronic valve is used, no electrical connection is required, and the detachment is easy and the cleaning is easy.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면
도 2는 도 1에 도시된 토출유닛을 확대 도시한 단면도
도 3a는 도 2의 'A'를 확대도시하여, 압력조절 막이 펌핑공간이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형된 상태를 도시한 도면
도 3b는 도 2의 'A'를 확대도시하여, 압력조절 막이 펌핑공간이 배치된 방향으로 탄성 변형된 상태를 도시한 도면
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 밸브의 개방 상태를 나타낸 단면도
도 4b는 제 1 밸브의 밀폐 상태를 나타낸 단면도
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 밸브의 개방 상태를 나타낸 단면도
도 5b는 제 1 밸브의 밀폐 상태를 나타낸 단면도
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 토출유닛의 동작을 설명하기 위한 단면도1 illustrates a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view of the discharge unit shown in FIG.
3A is an enlarged view of 'A' of FIG. 2 and illustrates a state in which the pressure regulating membrane is elastically deformed in a direction opposite to the direction in which the pumping space is disposed.
3B is an enlarged view of 'A' of FIG. 2 and illustrates a state in which the pressure regulating membrane is elastically deformed in the direction in which the pumping space is disposed.
4A is a cross-sectional view showing an open state of a first valve according to an embodiment of the present invention.
4B is a cross-sectional view illustrating a closed state of the first valve.
5A is a cross-sectional view illustrating an open state of a second valve according to an embodiment of the present invention.
5B is a cross-sectional view illustrating a closed state of the first valve.
6A and 6B are cross-sectional views illustrating the operation of the discharge unit according to the embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 토출유닛을 확대 도시한 단면도이다. 도 3a는 도 2의 'A'를 확대도시하여, 압력조절 막이 펌핑공간이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형된 상태를 도시한 도면이다. 도 3b는 도 2의 'A'를 확대도시하여, 압력조절 막이 펌핑공간이 배치된 방향으로 탄성 변형된 상태를 도시한 도면이다.1 is a view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the discharge unit shown in FIG. 1. 3A is an enlarged view of 'A' of FIG. 2 and illustrates a state in which the pressure regulating membrane is elastically deformed in a direction opposite to the direction in which the pumping space is disposed. 3B is an enlarged view of 'A' of FIG. 2 and illustrates a state in which the pressure regulating membrane is elastically deformed in a direction in which the pumping space is disposed.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판(s)이 안착되는 스테이지(100), 스테이지(100) 상측에 배치된 겐트리(200), 겐트리(200) 상에 장착 고정되며, 일방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 토출유닛(400), 겐트리(200) 상에서 복수의 토출유닛(400)이 나열된 방향과 동일한 방향으로 설치되어 상기 복수의 토출유닛(400)을 수평이동시키는 토출유닛 이동수단(500)을 포함한다. 또한, 스테이지(100) 상에 설치되어 겐트리(200)를 수평방향으로 이동시키는 겐트리 이동수단(300)을 포함한다. 실시예에서는 기판(s) 상에 적하되는 원료물질로 액정(liquid crystal)을 사용하며, 실시예에 따른 기판 처리 장치는 액정 기판 처리 장치일 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고 다양한 액상물이 사용될 수 있다.1 and 2, a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
스테이지(100)는 기판(s)을 안치하기 위해 기판(s)과 대응되는 형상으로 제작된다. 실시예에서는 기판(s)으로 사각형 형태의 유리기판을 사용하므로, 스테이지(100)도 사각형 형태의 스테이지(100)를 사용한다. 또한 도시되지는 않았지만, 스테이지(100)는 기판(s)을 안치 고정시키기 위한 별도의 고정수단을 구비할 수 있다. 이때, 고정부(431d)로 정전척 또는 진공 고정 장치를 사용할 수 있다. 여기서, 진공 고정 장치를 사용하는 경우, 스테이지(100)의 상측에는 도시되지는 않았지만 진공 펌프에 연통된 복수의 홀이 마련될 수 있다. 이를 통해 스테이지(100) 상측에 안치되는 기판(s)을 고정시킬 수 있다.The
겐트리 이동수단(300)은 복수의 토출유닛(400)이 수평이동하는 방향과 교차하는 방향으로 겐트리(200)를 이동시키도록 제작되는 것이 바람직하다. 이러한 겐트리 이동수단(300)은 스테이지(100) 상부에서 나란하게 이격되어 평행하게 설치되는 한 쌍의 가이드 레일(310), 한 쌍의 가이드 레일(310) 상부에 각각 설치되어 상기 한쌍의 가이드 레일(310)을 따라 활주하는 겐트리 구동부재(320)를 포함한다. 여기서, 한 쌍의 가이드 레일(310)은 복수의 토출유닛(400)이 수평이동하는 방향과 직교하도록 스테이지(100) 상에 설치된다. 그리고, 겐트리 구동부재(320)의 상부는 겐트리(200)의 하부와 결합되어 있다. 이에, 겐트리 구동부재(320)가 가이드 레일(310)을 따라 활주함에 따라, 상기 겐트리 구동부재(320)와 결합된 겐트리(200)가 수평이동하게 된다. 이때, 겐트리 구동부재(320)는 예를 들어, 직선 운동을 하는 리니어 모터 및 볼스크류와 볼스크류를 회전시키는 모터의 조합일 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고 겐트리 구동부재(320)가 가이드 레일(310) 상에서 활주할 수 있는 어떠한 방식이 적용되어도 무방하다.The
복수의 토출유닛(400) 각각은 겐트리(200) 상에 장착된 토출유닛 이동수단(500)과 결합되어 상기 토출유닛 이동수단(500)에 의해 수평이동하는 결합부재(410), 결합부재(410)의 상측에 장착되며 액정을 저장하는 원료물질 저장부(420), 액정을 수용하는 내부공간이 마련된 펌핑부(431), 펌핑부(431) 내부의 압력을 조절하는 구동부(431)를 포함한다. 또한, 펌핑부(431)와 연결되어 상기 펌핑부(431) 내부로 액정을 주입하는 주입부(432), 펌핑부(431)와 연결되어 상기 펌핑부(431) 내부의 액정을 배출시키는 배출부(433), 펌핑부(431)로부터 액정을 공급받아 기판(s) 상에 액정을 토출하는 토출부(450), 주입부(432)와 원료물질 저장부(420) 사이를 연결하는 제 1 공급관(480), 배출부(433)와 토출부(450) 사이를 연결하는 제 2 공급관(490)을 포함한다. 여기서, 제 1 공급관(480)과 주입부(432) 사이를 연결하도록 제 1 밸브(460)가 배치되고, 제 2 공급관(490)과 배출부(433) 사이를 연결하도록 제 2 밸브(470)가 배치된다.Each of the plurality of
원료물질 저장부(420)는 원료물질 공급부(430)에 공급될 액정을 저장하는 것으로, 실시예에서는 원통형의 형상으로 제작되었다. 하지만 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 그리고 원료물질 저장부(420)에는 도시되지는 않았지만, 내부에 진공 수단을 구비하여 원료물질 저장부(420) 내의 공기를 대기로 배출하는 탈포 장치(미도시)가 설치될 수도 있다. 그리고 이러한 원료물질 저장부(420)의 하측에는 상기 원료물질 저장부(420)를 지지하는 원료물질 저장부 지지 수단(420-1)이 배치된다. 이때 원료물질 저장부 지지 수단(420-1)은 결합부재(410)에 장착되어 상기 원료물질 저장부(420)를 지지한다.The raw
펌핑부(431)는 원료물질 저장부(420)로부터 액정을 공급받아, 이를 토출부(450)로 배출하는 역할을 한다. 펌핑부(431)의 하부 영역에는 상기 펌핑부(431)를 지지하는 펌핑부 지지 수단(431-1)이 배치되고, 상기 펌핑부 지지 수단(431-1)은 결합부재(410) 상에 장착되어 있다. 이러한, 펌핑부(431)는 원료물질 예컨데, 액정이 수용되는 내부공간을 가지며 일측이 개방된 개구부를 가지는 몸체부(431b), 개구부를 커버하도록 설치되어 탄성 변형을 통해 상기 내부공간의 압력을 조절하는 압력조절 막(431c) 및 상기 압력조절 막(431c)을 몸체부(431b)에 고정시키는 고정부(431d)를 포함한다. 이때, 몸체부(431b)의 내부공간은 압력조절 막(431c)에 의해 압력이 조절되어, 상기 내부공간으로 액정을 주입시키거나, 내부공간의 액정을 배출한다. 즉, 실시예에 따른 펌핑부(431)의 내부공간은 액정을 수용하는 역할뿐 아니라, 펌핑공간으로서의 역할도 수행한다. 이에, 하기에서는 펌핑부(431)의 내부공간을 펌핑공간(431a)이라 정의한다. 몸체부(431b)는 펌핑공간(431a)을 가지는 통 형상으로 제작되고, 금속, 플라스틱 또는 유리와 같은 다양한 소재로 제작될 수 있다. 여기서, 실시예에 따른 펌핑공간(431a)은 몸체부(431b) 내부를 가공하여 홈을 형성함으로써, 상기 몸체부(431b) 내부에 직접 펌핑공간(431a)을 형성한다. 물론 이에 한정되지 않고, 몸체부(431b) 내부에 내부공간을 가지는 수단 예를 들어, 내부공간을 가지는 용기를 삽입함으로써 펌핑공간(431a)을 마련할 수도 있다. 그리고 실시예에서는 펌핑공간(431a)의 상측 즉, 몸체부(431b)의 상부를 개방하도록 개구부를 형성하고, 상기 개구부를 커버하도록 압력조절 막(431c)을 설치한다. 압력조절 막(431c)은 탄성 변형이 가능한 재료 예를 들어, 고무, 엔지니어링 플라스틱을 이용하여 제작된다. 그리고 압력조절 막(431c)은 펌핑부(431)의 개구부를 용이하게 커버하기 위하여, 상기 펌핑부(431)의 상측 개구부에 비해 직경이 크도록 제작되는 것이 바람직하다. 그리고, 압력조절 막(431c)의 중앙부가 개구부의 중앙에 대응 위치하도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 압력조절 막(431c)은 구동부(434)의 동작에 의해 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 탄성 변형되거나, 상기 펌핑공간(431a)이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형되어 상기 펌핑공간(431a)의 압력을 변화시킨다. 실시예에서는 압력조절 막(431c)에 의한 펌핑공간(431a)의 압력 변화를 이용하여 제 1 및 제 2 밸브(470)의 연통을 제어한다. 그리고 고정부(431d)는 몸체부(431b)의 상측에 배치되어, 압력조절 막(431c)을 몸체부(431b)에 고정시키는 역할을 한다. 이러한 고정부(431d)에는 구동부(434)를 구성하는 구동축(434a)이 관통할 수 있도록 관통홈이 마련된다.The
주입부(432)는 펌핑부(431)의 펌핑공간(431a)과 제 1 밸브(460) 사이에 배치되어, 상기 펌핑부(431)의 펌핑공간(431a)으로 액정을 주입한다. 그리고 배출부(433)는 펌핑부(431)의 펌핑공간(431a)과 제 2 밸브(470) 사이에 배치되어, 상기 펌핑부(431)의 펌핑공간(431a)의 액정을 배출한다. 여기서, 실시예에 따른 주입부(432) 및 배출부(433)는 펌핑부(431)의 펌핑공간(431a)과 각기 연통되도록 홈을 형성하여, 주입부(432) 및 배출부(433)를 형성한다. 물론 이에 한정되지 않고, 내부공간을 가지는 수단 예를 들어, 파이프(pipe)를 펌핑부(431)의 몸체부(431b)에 삽입하여 주입구(432) 및 배출부(433)를 제작할 수도 있다.The
구동부(434)는 펌핑부(431)의 압력조절 막(431c)과 연결된 구동축(434a), 상기 구동축(434a)에 승하강력을 제공하는 동력부(434b)를 포함한다. 이때, 구동축(434a)은 고정부(431d)의 관통홀을 관통하여 상기 고정부(431d)의 하측에 배치된 펌핑부(431)의 압력조절 막(431c)과 연결된다. 구동부(434)는 압력조절 막(431c)을 펌핑부(431)의 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 탄성 변형시키거나, 상기 펌핑공간(431a)이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형시킨다. 이러한 압력조절 막(431c)의 탄성 변형에 의해 상기 압력조절 막(431c) 하측에 배치된 펌핑공간(431a)의 체적 및 압력이 변하고, 이를 통해 제 1 및 제 2 밸브(470)의 개폐가 제어된다. 즉, 도 3a에 도시된 바와 같이 동력부(434b)를 이용하여 구동축(434c)를 승강시키면, 상기 구동축(434c)과 연결된 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형된다. 이에, 펌핑공간(431a)의 체적이 증가하고 압력이 감소함에 따라 제 1 밸브(460)가 개방되고, 제 2 밸브(470)가 밀폐된다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이 동력부(434b)를 이용하여 구동축(434c)를 하강시키면, 상기 구동축(434c)과 연결된 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 탄성 변형된다. 이에, 펌핑공간(431a)의 체적이 감소하고 압력이 증가함에 따라 제 1 밸브(460)가 밀폐되고, 제 2 밸브(470)가 개방된다. 제 1 및 제 2 밸브(460, 470) 각각의 구동에 대한 상세한 설명은 하기에서 하기로 한다.The driving
토출부(450)는 펌핑부(431)의 하측에 배치되도록 결합부재(410)에 장착되어, 스테이지(100)에 안치된 기판(s) 상에 액정을 토출시키는 역할을 한다. 이러한 토출부(450)는 기판(s) 상에 액정을 토출하는 노즐(451), 노즐(451)이 장착 고정되는 노즐 지지 수단(452)을 포함한다. 이때, 노즐 지지 수단(452)이 결합부재(410) 상에 장착되고, 상기 노즐 지지 수단(452)에 노즐(451)이 장착 고정된다. 여기서, 노즐(451)은 제 2 공급관(490)의 타단과 연결되어 제 2 공급관(490)을 통해 펌핑부(431) 내의 액정을 공급받아 이를 기판(s) 상에 토출한다.The
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 밸브의 개방 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4b는 제 1 밸브의 밀폐 상태를 나타낸 단면도이다. 도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 밸브의 개방 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5b는 제 2 밸브의 밀폐 상태를 나타낸 단면도이다.4A is a cross-sectional view illustrating an open state of a first valve according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating a closed state of a first valve. 5A is a cross-sectional view illustrating an open state of a second valve according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a closed state of a second valve.
실시예에서는 제 1 및 제 2 밸브(460, 470)로 펌핑공간(431a) 압력 변화에 의해 연통이 제어되는 체크밸브를 사용한다. 이때, 제 1 밸브(460)가 개방될 때 제 2 밸브(470)는 밀폐되고, 제 1 밸브(460)가 밀폐될 때 제 2 밸브(470)가 개방되도록 제 1 및 제 2 밸브(460, 470)를 마련하는 것이 바람직하다.In the embodiment, the first and
제 1 밸브(460)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 일단이 제 1 공급관(480)과 연결되고 타단이 주입부(432)와 연결되며, 내부공간이 마련된 제 1 하우징(461), 상호 이격되어 마주보도록 제 1 하우징(461) 내벽에 설치된 제 1 스토퍼(462), 제 1 스토퍼(462)의 우측에 배치된 제 1 차단부재(463) 및 제 1 차단부재(463)의 우측에 배치되어 상기 제 1 차단부재(463)를 지지하는 제 1 지지부재(464)를 포함한다. 여기서 제 1 스토퍼(462)는 중심 영역이 개방된 형상으로 제작된다. 이에, 제 1 스토퍼(462)의 개방된 영역으로 제 1 공급관(480)을 통해 제 1 밸브(460)의 내부로 공급된 액정이 이동한다. 하기에서는 제 1 스토퍼(462)의 개방영역을 제 1 유출공(462-1)이라 정의한다. 실시예에서는 제 1 지지부재(464)로 스프링을 사용하고 제 1 차단부재(463)로 볼을 사용한다. 이때, 제 1 지지부재(464)의 일단은 제 1 하우징(461) 내부에 장착 고정되고 타단은 제 1 차단부재(463)를 지지한다. 그리고 제 1 차단부재(463)로 사용되는 볼은 제 1 유출공(462-1)의 직경에 비해 크게 제작되고, 제 1 하우징(461)의 내부 직경에 비해 작게 제작되는 것이 바람직하다.As shown in FIGS. 4A and 4B, the
하기에서는 도 2 내지 도 4b를 참조하여, 펌핑부의 구동에 의한 제 1 밸브의 동작을 설명한다.2 to 4b, the operation of the first valve by driving the pumping unit will be described.
먼저, 제 1 밸브(460)을 개방시키기 위해서는 구동부(434)를 이용하여 펌핑부(431)의 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형되도록 한다. 이에, 압력조절 막(431c) 하측에 배치된 펌핑공간(431a)의 체적이 증가하고, 압력이 감소한다. 이때, 펌핑공간(431a)과 주입부(432) 간의 압력 차이에 의해, 상기 주입부(432)의 내부에는 상기 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 당기는 힘이 작용하게 된다. 이로 인해, 주입부(432)와 연통되는 제 1 밸브(460)의 제 1 차단부재(463)가 상기 주입부(432)가 배치된 방향으로 이동한다. 이에, 도 4a에 도시된 바와 같이 제 1 차단부재(463)와 제 1 스토퍼(462)가 이격됨으로써, 제 1 유출공(462-1)이 개방된다. 이때, 제 1 차단부재(463)를 지지하는 제 1 지지부재(464)로 스프링을 사용하므로, 상기 제 1 차단부재(463)는 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 용이하게 이동할 수 있다. 그리고 제 1 차단부재(463)가 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 이동하는 힘에 의해, 제 1 지지부재(464)는 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 압축된다. 그리고 이와 같이, 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형할 때, 제 2 밸브(470)은 밀폐된다.First, in order to open the
그리고, 제 1 밸브(460)을 밀폐시키기 위해서 구동부(434)를 이용하여 펌핑부(431)의 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 탄성 변형되도록 한다. 이에, 압력조절 막(431c) 하측에 배치된 펌핑공간(431a)의 체적이 감소하고, 압력이 증가한다. 이때, 펌핑공간(431a)과 주입부(432) 간의 압력 차이에 의해 상기 주입부(432)의 내부에는 펌핑공간(431a)이 배치된 방향과 반대 방향으로 미는힘이 작용하게 된다. 이로 인해, 주입부(432)와 연통되는 제 1 밸브(460)의 제 1 차단부재(463)가 상기 주입부(432)가 배치된 방향과 반대 방향으로 이동한다. 이에, 도 4b에 도시된 바와 같이 제 1 차단부재(463)와 제 1 스토퍼(462)가 밀착됨으로써, 제 1 유출공(462-1)이 밀폐된다. 그리고 제 1 차단부재(463)가 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 이동하는 힘에 의해, 제 1 지지부재(464)는 이완된다. 그리고 이와 같이, 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 탄성 변형할 때, 제 2 밸브(470)은 개방된다.In order to seal the
제 2 밸브(470)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 일단이 배출부(433)와 연결되고 타단이 제 2 공급관(490)과 연결되며, 내부공간 마련된 제 2 하우징(471), 상호 이격되어 마주보도록 제 2 하우징(471) 내벽에 장착된 제 2 스토퍼(472), 제 2 스토퍼(472)의 하측에 배치된 제 2 차단부재(473), 제 2 차단부재(473)의 하측에 배치되어 상기 제 2 차단부재(473)를 이동시키는 제 2 지지부재(474)를 포함한다. 여기서 제 2 스토퍼(472)는 중심 영역이 개방된 형상으로 제작된다. 그리고 제 2 스토퍼(472)의 개방된 영역은 배출구(433)를 통해 제 2 밸브(470)의 내부로 공급된 액정이 이동하는 통로이다. 하기에서는 제 2 스토퍼(472)의 개방 영역을 제 2 유출공(471-1)이라 정의한다. 실시예에서는 제 2 지지부재(474)로 스프링을 사용하고 제 2 차단부재(473)로 볼을 사용한다. 이때, 제 2 지지부재(474)의 일단은 제 2 하우징(471)의 내부에 장착 고정되고 타단은 제 2 차단부재(473)를 지지한다. 여기서, 제 2 차단부재(473)로 사용되는 볼은 제 2 유출공(471-1)의 직경에 비해 크게 제작되고 제 2 하우징(471)의 내부 직경에 비해 작게 제작되는 것이 바람직하다.As shown in FIGS. 5A and 5B, the
하기에서는 도 2 내지 도 3b, 도 5a 및 도 3b를 참조하여, 펌핑부의 구동에 의한 제 2 밸브의 동작을 설명한다.2 to 3b, 5a and 3b, the operation of the second valve by the driving of the pumping unit will be described.
먼저, 제 2 밸브(470)을 개방시키기 위해서는 구동부(434)를 이용하여 펌핑부(431)의 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 탄성 변형되도록 한다. 이에, 압력조절 막(431c) 하측에 배치된 펌핑공간(431a)의 체적이 감소하고, 상기 압력이 증가한다. 이때, 펌핑공간(431a)과 배출부(433) 간의 압력 차이에 의해 상기 주입부(432)의 내부에는 펌핑공간(431a)이 배치된 방향과 반대 방향으로 미는힘이 작용하게 된다. 이로 인해, 배출부(433)와 연결된 제 2 밸브(470)의 제 2 차단부재(473)가 상기 배출부(433)가 배치된 방향과 반대 방향으로 이동한다. 이에, 도 5a에 도시된 바와같이 제 2 차단부재(473)가제 2 스토퍼(472)와 이격됨에 따라 제 2 유출공(471-1)이 개방된다. 이때, 제 2 차단부재(473)는 스프링으로 제작된 제 2 지지부재(474)에 의해 지지된다. 이에, 제 2 차단부재(473)가 이동하는 힘에 의해, 제 2 지지부재(474)는 상기 배출부(433)가 배치된 방향과 반대 방향으로 압축된다. 그리고 이와 같이, 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 탄성 변형할 때, 전술한 바와 같이 제 1 밸브(460)는 밀폐된다.First, in order to open the
한편, 제 2 밸브(470)을 개방시키기 위해서 구동부(434)를 이용하여 펌핑부(431)의 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형되도록 한다. 이에, 압력조절 막(431c) 하측에 배치된 펌핑공간(431a)의 체적이 증가하고, 압력이 감소된다. 이에, 펌핑공간(431a)과 배출부(433) 간의 압력 차이에 의해, 상기 배출부(433)의 내부에는 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 당기는 힘이 작용하게 된다. 이로 인해, 배출부(433)와 연통된 제 2 밸브(470)의 제 2 차단부재(473)가 배출부(433)가 배치된 방향으로 이동한다. 이에, 도 5b에 도시된 바와같이 제 2 차단부재(473)가 제 2 스토퍼(472)에 밀착됨에 따라 제 2 유출공(471-1)이 밀폐된다. 이때, 제 2 차단부재(473)가 이동하는 힘에 의해, 제 2 지지부재(474)는 피스톤 로드(441)가 전진할 때에 비하여 배출부(433)가 배치된 방향으로 이완된다. 그리고 이와 같이, 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형할 때, 전술한 바와 같이 제 1 밸브(460)은 개방된다.Meanwhile, the
제 1 및 제 2 밸브(460, 470)는 상기에서 전술한 체크밸브에 한정되지 않는다. 즉, 펌핑부(431)의 펌핑공간(431a)과 주입부(432) 및 상기 펌핑공간(431a)과 배출부(433) 간의 압력 차이에 의해 상기 주입부(432) 및 배출부(433) 각각의 연통을 제어할 수 있는 어떠한 밸브가 사용되어도 무방하다.The first and
또한, 실시예에서는 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형할 때 제 1 밸브(460)가 개방되고, 제 2 밸브(470)이 밀폐되며, 상기 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 탄성 변형할 때 제 1 밸브(460)가 밀폐되고 제 2 밸브(471)이 개방되는 경우를 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고 이와 반대의 경우도 가능하다.In addition, in the embodiment, when the
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 토출유닛의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.6A and 6B are cross-sectional views illustrating the operation of the discharge unit according to the embodiment of the present invention.
먼저, 기판(s)을 스테이지(100) 상에 안착시키고 상기 기판(s) 상측에 복수의 토출유닛(400)이 대응 배치되도록 한다. 여기서 실시예에 따른 기판(s)은 복수이 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성된 기판일 수 있다. 그리고 복수의 토출유닛(400)을 이용하여 기판(s) 상에 액정을 적하시킨다. 또한, 겐트리 이동수단(300)을 이용하여 겐트리(200)를 수평이동시키거나, 토출유닛 이동수단(500)을 이용하여 복수의 토출유닛(400)을 수평이동시키면서 기판(s) 상에 액정을 적하시키는 것이 바람직하다. 기판(s) 상에 액정을 적하시키기 위하여 먼저 펌핑부(431)의 펌핑공간(431a)으로 액정을 공급한다. 이를 위해 원료물질 저장부(420) 내의 액정을 제 1 공급관(480)으로 공급하고, 도 6a에 도시된 바와 같이 구동부(434)를 이용하여 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)가 배치된 방향과 반대방향으로 탄성 변형되도록 한다. 이에, 펌핑공간(431a)의 체적이 증가하고 압력이 감소한다. 이때 펌핑공간(431a)과 주입부(432) 그리고 펌핑공간(431a)와 배출부(433) 사이의 압력 차이에 의해 상기 주입부(432) 및 배출부(433) 각각의 내부에는 상기 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 당기는 힘이 작용하게 된다. 이에, 주입부(432)와 연통되는 제 1 밸브(460)의 제 1 차단부재(463)가 상기 주입부(432)가 배치된 방향으로 이동한다. 이로 인해, 상기 제 1 차단부재(463)가 제 1 스토퍼(462)로부터 이격됨으로써, 제 1 유출공(462-1)이 개방된다. 따라서, 제 1 공급관(480) 내의 액정은 제 1 밸브(460)의 제 1 유출공(462-1)을 통과하여 펌핑공간(431a)으로 이동한다. 한편, 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)가 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형하는 동안, 배출부(433)와 연통된 제 2 밸브(470)의 제 2 차단부재(473)가 상기 배출부(433)가 배치된 방향과 반대 방항으로 이동한다. 이에, 상기 제 2 차단부재(473)와 제 2 스토퍼(472)가 밀착됨에 따라 제 2 유출공(471-1)이 밀폐된다.First, the substrate s is seated on the
이어서, 펌핑공간(431a) 내부에 일정량의 액정이 충진되면, 토출부(450)를 이용하여 기판(s) 상에 액정을 적하한다. 이를 위해, 도 6b에 도시된 바와 같이 구동부(434)를 이용하여 압력조절 막(431c)을 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 탄성 변형 시킨다. 이에, 펌핑공간(431a)의 체적이 감소하고 압력이 증가한다. 이때, 펌핑공간(431a)과 주입부(432) 그리고 펌핑공간(431a)와 배출부(433) 사이의 압력 차이에 의해 상기 주입부(432) 및 배출부(433) 각각의 내부에는 상기 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 미는힘이 작용하게 된다. 이로 인해 제 1 밸브(460)의 제 1 차단부재(463)가 주입부(432)가 배치된 방향과 반대 방향으로 이동한다. 이에, 제 1 차단부재(463)와 제 1 스토퍼(462)가 밀착됨에 따라 1 유출공(461-1)이 밀폐된다. 또한, 압력조절 막(431c)이 펌핑공간(431a)이 배치된 방향으로 탄성 변형되는 동안 제 2 밸브(470)의 제 2 차단부재(473)가 배출부(433)가 배치된 방향으로 이동한다. 이에, 제 2 차단부재(473)가 제 2 스토퍼(472)와 이격됨에 따라 제 2 유출공(471-1)이 개방된다. 따라서, 시린지(430) 내부의 액정은 배출부(433) 및 제 2 밸브(470)의 제 2 유출공(471-1)을 거쳐 제 2 공급관(490)으로 이동한다. 그리고 제 2 공급관(490)의 액정이 노즐(451)로 이동하고, 상기 노즐(451)은 기판(s) 상에 액정을 토출한다.Subsequently, when a predetermined amount of liquid crystal is filled in the
그리고 상기와 같은 압력조절 막(431c)의 탄성 변형을 복수번 반복하여 펌핑부(431) 내에 액정을 충진하고 이를 기판(s) 상에 토출하는 공정을 복수번 반복한다.In addition, the elastic deformation of the
이와 같이 실시예에서는 펌핑공간(431a)의 상측 개구부에 대응 배치된 압력조절 막(431c)을 이용하여, 상기 펌핑공간(431a)의 압력을 조절함으로써, 마찰에 의한 파티클을 발생시키지 않고도 제 1 및 제 2 밸브(460, 470) 각각의 연통을 제어할 수 있다.As described above, in the exemplary embodiment, the pressure of the
실시예에서는 기판(s) 상에 액정을 토출하는 액정 기판 처리 장치를 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 액정 이외에 다양한 원료물질을 적하시키거나 처리하는 기판 처리 장치에 적용할 수 있다.In the embodiment, the liquid crystal substrate processing apparatus for discharging the liquid crystal onto the substrate s has been described. However, the present invention is not limited thereto and may be applied to a substrate processing apparatus for dropping or processing various raw materials other than the liquid crystal.
100: 스테이지 200: 겐트리
400: 토출유닛 431: 펌핑부
434: 구동부 450: 토출부100: stage 200: gantry
400: discharge unit 431: pumping unit
434: drive portion 450: discharge portion
Claims (18)
상기 펌핑공간과 연결되어 상기 펌핑공간으로 원료물질을 주입하는 주입부;
상기 펌핑공간과 연결되어 상기 펌핑공간의 원료물질을 배출하는 배출부;
일단이 상기 주입부와 연결되어 상기 펌핑부의 압력조절 막이 탄성 변형되는 방향에 따라 연통이 제어되는 제 1 밸브;
일단이 상기 배출부와 연결되어 상기 펌핑부의 압력조절 막이 탄성 변형되는 방향에 따라 연통이 제어되는 제 2 밸브를 포함하는 토출유닛.A pumping unit having a body part having a pumping space capable of accommodating a raw material therein and a side of the pumping space and having a pressure control membrane elastically deformable;
An injection unit connected to the pumping space to inject raw materials into the pumping space;
A discharge part connected to the pumping space to discharge raw materials of the pumping space;
A first valve having one end connected to the injection part and communicating with the pump according to a direction in which the pressure regulating membrane of the pumping part is elastically deformed;
And a second valve having one end connected to the discharge part and communicating with the pump according to a direction in which the pressure regulating membrane of the pumping part is elastically deformed.
상기 압력조절 막의 탄성 변형에 의해, 상기 제 1 및 제 2 밸브 중 어느 하나는 개방되고, 나머지 하나는 밀폐되는 토출유닛.The method according to claim 1,
By the elastic deformation of the pressure regulating membrane, one of the first and second valve is open, the other is the discharge unit is closed.
상기 압력조절 막과 연결되어 상기 압력조절 막을 상기 펌핑공간이 배치된 방향으로 탄성 변형시키거나, 상기 펌핑공간이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형시키는 구동부를 포함하는 토출유닛.The method according to claim 1,
And a driving unit connected to the pressure regulating membrane to elastically deform the pressure regulating membrane in a direction in which the pumping space is disposed or to elastically deform in a direction opposite to the direction in which the pumping space is disposed.
상기 펌핑부는 상기 압력조절 막의 상측에 대응 배치되어 상기 상기 압력조절 막을 몸체부에 고정시키는 고정부를 포함하는 토출유닛.The method according to claim 1,
The pumping unit comprises a fixing unit disposed corresponding to the upper side of the pressure regulation membrane to secure the pressure regulation membrane to the body portion.
상기 고정부의 적어도 일부에 상기 구동부의 일부가 삽입되는 관통홀이 마련되는 토출유닛.The method of claim 4,
And a through hole in which a part of the driving part is inserted, at least part of the fixing part.
상기 구동부는 상기 압력조절 막과 연결된 구동축 및 상기 구동축에 승하강력을 제공하는 동력부를 포함하고, 상기 구동축이 상기 고정부의 관통홀을 관통하여 펌핑부의 개구부에 대응 설치된 압력조절 막과 연결되는 토출유닛.The method according to claim 3 or 5,
The drive unit includes a drive shaft connected to the pressure regulating membrane and a power unit providing a lifting force to the drive shaft, the drive shaft penetrating through the through hole of the fixed portion and the discharge unit connected to the pressure regulating membrane corresponding to the opening of the pumping portion .
상기 압력조절 막은 적어도 상기 구동축과 연결된 영역이 상기 펌핑공간이 배치된 방향으로 이동하여 탄성 변형되거나, 상기 펌핑공간이 배치된 방향과 반대 방향으로 이동하여 탄성 변형되는 토출유닛.The method of claim 6,
The pressure regulating membrane is at least a region connected to the drive shaft is elastically deformed by moving in the direction in which the pumping space is disposed, or the discharge unit is elastically deformed by moving in the opposite direction to the direction in which the pumping space is arranged.
상기 고정부의 관통홀을 관통하여 상기 압력조절 막과 연결되는 구동축의 직경은 상기 고정부의 관통홀 및 상기 펌핑공간의 내부 직경에 비해 작게 제작되는 토출유닛.The method according to claim 5 or 6,
And a diameter of the drive shaft penetrating the through hole of the fixing part and connected to the pressure regulating membrane is smaller than the through hole of the fixing part and the inner diameter of the pumping space.
상기 제 1 밸브의 타단에 상기 제 1 밸브로 원료물질을 공급하는 제 1 공급관이 연결되고, 상기 제 2 밸브의 타단에 상기 제 2 밸브의 원료물질이 배출되는 제 2 공급관이 연결되는 토출유닛.The method according to claim 1,
And a first supply pipe for supplying a raw material to the first valve at the other end of the first valve, and a second supply pipe for discharging the raw material of the second valve to the other end of the second valve.
상기 제 1 및 제 2 밸브로 체크밸브(check valve)를 사용하는 토출유닛.The method according to claim 1,
A discharge unit using a check valve as the first and second valves.
상기 압력조절 막을 상기 펌핑공간이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형시켜, 상기 펌핑공간의 압력을 감소시킴으로써, 상기 제 1 밸브를 개방하고 제 2 밸브를 밀폐시키는 토출유닛.The method according to claim 1,
And the pressure regulating membrane is elastically deformed in a direction opposite to the direction in which the pumping space is disposed, thereby reducing the pressure in the pumping space, thereby opening the first valve and closing the second valve.
상기 압력조절 막을 상기 펌핑공간이 배치된 방향으로 탄성 변형시켜, 상기 펌핑공간의 압력을 증가시킴으로써, 상기 제 2 밸브를 개방시키고 상기 제 1 밸브를 밀폐시키는 토츌유닛.The method according to claim 1,
A torsion unit for opening the second valve and closing the first valve by elastically deforming the pressure regulating membrane in a direction in which the pumping space is disposed, thereby increasing the pressure in the pumping space.
상기 원료물질로 액정을 사용하는 토출유닛.The method according to claim 1 to 12,
Discharge unit using a liquid crystal as the raw material.
상기 스테이지 상측에 배치된 겐트리;
상기 겐트리 상에 장착 고정되어 상기 기판 상에 원료물질을 토출하는 토출유닛을 포함하고,
상기 토출유닛은 내측에 원료물질을 수용할 수 있는 펌핑공간을 가지는 몸체부 및 상기 펌핑공간의 일측을 커버하도록 설치되고, 탄성 변형이 가능한 압력조절 막을 구비하는 펌핑부;
상기 펌핑공간과 연결되어 상기 펌핑공간으로 원료물질을 주입하는 주입부;
상기 펌핑공간과 연결되어 상기 펌핑공간의 원료물질을 배출하는 배출부;
일단이 상기 주입부와 연결되어 상기 펌핑부의 압력조절 막이 탄성 변형되는 방향에 따라 연통이 제어되는 제 1 밸브;
일단이 상기 배출부와 연결되어 상기 펌핑부의 압력조절 막이 탄성 변형되는 방향에 따라 연통이 제어되는 제 2 밸브를 포함하는 기판 처리 장치.A stage on which the substrate is placed;
A gantry disposed above the stage;
A discharge unit mounted on the gantry and fixed to discharge the raw material onto the substrate;
The discharge unit is a pumping unit having a body portion having a pumping space for accommodating the raw material therein and one side of the pumping space is installed, the pumping portion having a pressure control membrane capable of elastic deformation;
An injection unit connected to the pumping space to inject raw materials into the pumping space;
A discharge part connected to the pumping space to discharge raw materials of the pumping space;
A first valve having one end connected to the injection part and communicating with the pump according to a direction in which the pressure regulating membrane of the pumping part is elastically deformed;
And a second valve having one end connected to the discharge part and communicating with the pump according to a direction in which the pressure regulating film of the pumping part is elastically deformed.
상기 압력조절 막의 탄성 변형에 의해, 상기 제 1 및 제 2 밸브 중 어느 하나는 개방되고, 나머지 하나는 밀폐되는 기판 처리 장치.The method according to claim 14,
The substrate processing apparatus of claim 1, wherein one of the first and second valves is opened and the other of the pressure regulating membrane is opened.
상기 압력조절 막을 상기 펌핑공간이 배치된 방향과 반대 방향으로 탄성 변형시켜, 상기 펌핑공간의 압력을 감소시킴으로써, 상기 제 1 밸브를 개방하고 제 2 밸브를 밀폐시키는 기판 처리 장치.The method according to claim 14,
And the pressure regulating membrane is elastically deformed in a direction opposite to the direction in which the pumping space is disposed, thereby reducing the pressure in the pumping space, thereby opening the first valve and closing the second valve.
상기 압력조절 막을 상기 펌핑공간이 배치된 방향으로 탄성 변형시켜, 상기 펌핑공간의 압력을 증가시킴으로써, 상기 제 2 밸브를 개방시키고 상기 제 1 밸브를 밀폐시키는 기판 처리 장치.The method according to claim 14,
And the pressure regulating membrane is elastically deformed in a direction in which the pumping space is disposed, thereby increasing the pressure of the pumping space, thereby opening the second valve and closing the first valve.
상기 제 1 및 제 2 밸브로 체크밸브(check valve)를 사용하는 기판 처리장치.The method according to claim 14,
And a check valve as the first and second valves.
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