KR20110132946A

KR20110132946A - 유기 및 무기성 이물질 세정장치

Info

Publication number: KR20110132946A
Application number: KR1020100052567A
Authority: KR
Inventors: 심연근; 김덕재
Original assignee: (주)지니아텍
Priority date: 2010-06-03
Filing date: 2010-06-03
Publication date: 2011-12-09
Also published as: KR101306082B1

Abstract

본 발명은 lcd등에 사용되는 광학필름표면의 유기 및 무기물 세정장치에 관한 것으로, 구체적으로는 하나의 세정장치에 플라즈마 발생기능과 가스의 고속공급기능이 동시에 구비되도록 하여, 플라즈마발생장치를 통해 발생된 플라즈마가 고속으로 배출되는 가스와 혼합된 상태로 필름표면에 접촉됨에 따라,
플라즈마에 의한 유기물세정과 고속공기에 의한 무기물세정이 동시에 이루어져전체 세정시간을 단축할 수 있음은 물론, 유기물 세정기능과 무기물세정기능이 하나의 장치에 구비되므로 세정장치의 설치공간을 줄일 수 있는 기술에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은,
내부에 설치공간 및 가스 이동로가 형성되고 일측에는 공기공급구가 형성되며 타측에는 가스배출구가 형성된 공급본체,
상기 설치공간에 설치되는 플라즈마 발생부,
상기 공급본체에 연결되어 상기 가스이동로로 가스를 공급하는 가스공급부,
상기 공급본체 측부에 설치되고 내부에 제1흡입공간이 형성되며 양측에 제1가스흡입구 및 제1가스배기구가 형성된 제1배기본체,
를 포함할 수 있다.

Description

유기 및 무기성 이물질 세정장치{Clean equipment for organic and inorganic material}

본 발명은 lcd등에 사용되는 광학필름의 제조과정에서 광학필름표면에 형성된유기 및 무기물질을 제거하기 위한 세정장치에 관한 기술이다.

일반적으로 LCD에는 광원체로부터 발생된 빛을 여러 형태로 제어하기 위한 광학필름이 포함된다.

이러한 광학필름은 빛의 반사기능을 하는 반사필름외에도 프리즘(Prism) 필름, 확산필름 등 여러가지 형태로 적용된다.

그런데 이러한 광학필름은 제작과정을 거치면서 자기장 등과 같은 원인으로 인해 표면에 여러 유기물이나 무기물 형태의 이물질이 형성되어 조립 전 이러한 이물질들을 제거하는 과정을 추가로 거치게 된다.

기존에 이러한 이물질제거과정은 크게 유기물질 제거과정과 무기물질 제거과정으로 나뉘어 실시되는데, 각 과정은 해당 기능을 갖는 전용 세정장치를 통해 실시된다.

그 중 유기물질은 대부분 과산화수소 등의 초순수 증류수를 이용하여 오염물질을 산화시키고 수산화기를 이용하여 필름표면을 살짝 식각하는 방식의 습식세정방식을 이용하였다.

하지만 이러한 습식세정 방식은 화학물질을 사용하기 때문에 이로 인한 환경오염 및 작업장에서의 안전사고 발생우려가 크고 초순수 증류수의 제조비용이 높을 뿐만 아니라, 초 미세입자 형태의 나노 파티클(nano particle)제거는 불가능한 문제점을 갖고 있다.

따라서 최근에는 플라즈마(plasma)를 이용한 건식세정방식이 제안되었는데, 이러한 방식은 플라즈마 발생장치로부터 발생된 플라즈마를 필름표면에 접촉시켜 유기물질을 분해 제거하는 방식으로 기존 습십방식의 문제점들을 해소할 수 있는 장점을 갖는다.

그리고 무기물질의 세정은 공기공급장치를 이용해 필름표면에 공기를 고속으로 공급하되, 그 과정에서 초음파를 발생시켜 무기물질을 필름표면으로부터 분리시켜 제거하는 USC(Ultra sonic cleaning)방식이 사용되고 있었다.

그런데 기존 처리과정에서는 이러한 플라즈마 세정장치와 USC세정장치가 별도로 구비되어 유기물세정작업과 무기물세정작업이 별도 단계로 나뉘어 실시되었다.

따라서 필름의 각 세정장치 간 이동이 이루어져야 하고 각 세정장치 별로 각각 별개의 세정시간이 소요되기 때문에 전체적인 세정시간이 지연되어, 결국 전체 LCD생산효율저하 현상이 초래되는 문제점을 갖게 된다.

뿐만 아니라 각 세정장치가 분리된 상태로 설치되기 때문에 그만큼 필름세정장치가 차지하는 공간이 커질 수밖에 없으므로, 작업공간이 불필요하게 소모되는 문제점도 있었다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 하나의 장치에 플라즈마를 이용한 유기물 세정기능과 고속공기 및 초음파를 이용한 무기물세정기능을 동시에 구비시켜 유기물 및 무기물 세정이 동시에 이루어질 수 있는 유기 및 무기물 세정장치를 제공하고자 한다.

위의 목적을 달성하기 위해 제안된 본 발명의 실시예는,

내부에 설치공간 및 가스이동로가 형성되고 일측에는 공기공급구가 형성되며 타측에는 가스배출구가 형성된 공급본체, 상기 설치공간에 설치되는 플라즈마 발생부, 상기 공급본체에 연결되어 상기 가스이동로로 가스를 공급하는 가스공급부, 상기 공급본체 측부에 설치되고 내부에 제1흡입공간이 형성되며 양측에 제1가스흡입구 및 제1가스배기구가 형성된 제1배기본체를 포함할 수 있다.

그리고 상기 플라즈마 발생부는 상기 설치공간에 위치되고 내부에 상기 공기이동로와 연결되는 대기압공간이 형성된 반응케이스, 상기 대기압공간에 설치되어 외부전원과 연결되는 메인전극, 상기 대기압공간에 메인전극과 간격을 두고 마주보며 위치되는 접지전극을 포함할 수 있다.

또한 상기 설치공간과 가스이동로 중 적어도 어느 하나에는 초음파발생부가 형성될 수도 있다.

그리고 상기 배기본체의 배기구와 연결되어 상기 흡입공간 내 공기를 외부로 흡기하는흡기부를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 흡기부는 내부가 상기 흡기공간보다 낮은 기압이 형성되도록 구성될수 있다.

그리고 상기 공급본체 측부에 설치되고 내부에 제2흡입공간이 형성되며 양측에 제2가스흡입구 및 제2가스배기구가 형성된 제2배기본체를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 가스공급부에서 상기 공기공급로로 공급되는 가스는 공기일 수 있고,

상기 가스공급부로부터 공급되는 가스는 이동속도가 50m/sec 이하로 형성될 수있다.

이러한 여러 실시예를 갖는 본 발명은,

공급본체 안에서 플라즈마의 발생과 동시에 고속의 가스가 공급되어 플라즈마가 가스와 혼합된 상태로 필름표면에 접촉되기 때문에, 플라즈마에 의한 유기물질 제거와 고속가스에 의한 무기물질 제거가 동시에 이루어질 수 있어,

기존에 비해 전체 세정시간이 절반이하로 단축될 수 있으며, 각 세정장치를 별도로 구비할 필요가 없으므로 세정장치의 설치공간을 절약할 수 있는 장점을 갖는다.

또한 플라즈마는 반응케이스 내부, 즉 공기이동로 로부터 독립된 공간내에서 발생된 후 고속가스와 혼합되기 때문에 기존과 달리 고속의 가스에서도 적정수준의 플라즈마 방전이 유지될 수 있는 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 전체 정단면도
도 2는 본 발명 중 배기본체가 하나만 구비된 경우를 나타낸 정단면도
도 3은 본 발명 중 공급본체가 두개 구비된 경우를 나타낸 정단면도

이하에서는 도면에 예시된 구성을 참조하여 본 발명의 구체적인 구성의 적용 예를 설명하도록 한다.

우선 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 사용하고, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태도 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

본 발명 유기 및 무기물 세정장치는 [도 1]에 도시된 바와 같이 크게 공급부(100),와 배기부(200)로 나뉘어 구성된다.

먼저 공급부(100)는 실질적인 세정기능을 갖는 요소로 다시 공급본체(110)와 플라즈마발생부(120), 가스공급부(130)를 포함하여 구성된다.

공급본체(110)는 플라즈마 발생기능과 고속가스공급 기능을 함께 구비하기 위한 메인케이스 역할을 하는 것으로, 기본적으로 사방이 외부와 차단된 상태에서 내부에 설치공간(112)이 형성된 일반적인 케이스 구조를 갖는다.

그리고 이러한 기본구조에서 상부에는 후술하는 가스공급부(130)로부터의 가스공급을 위한 가스공급구(113)가 형성되고 하부에는 공급된 가스의 배출을 위한 가스배출구(114)가 형성된다.

이러한 공급본체(110)는 도면에서는 직육면체 형태로 도시되었지만 형상이 이에 한정되는 것이 아니라, 내부에 후술하는 플라즈마 발생장치(120)와 가스이동로(115)의 형성이 가능한 구조라면 원형 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이러한 공급본체(110)의 설치공간(112)에는 플라즈마 발생부(120)가 설치되는데,

플라즈마 발생부(120)는 유기물질 제거를 위한 플라즈마의 발생기능을 하는 것으로, 다시 반응케이스(122)와 전원부(123), 메인전극(124) 및 접지전극(125)을 포함하여 구성된다.

먼저 반응케이스(122)는 설치공간(112)내에서 독립된 플라즈마 발생공간을 형성시켜 설치공간(112)에 공급된 고속의 가스에 방해받지 않고 적정수준의 플라즈마 방전이 이루어질 수 있도록 하기 위한 기능을 하는 것으로, 설치공간(112)내에 설치되되 내부에는 플라즈마 반응공간(122a)이 형성된 구조로 이루어진다.

이때 반응케이스(122) 일측에는 후술하는 가스이동로(115)와의 연결을 위한 연결구(122b)가 형성된다.

이러한 반응케이스(122)의 반응공간(122a) 일측에 설치되는 메인전극(124)은 플라즈마 방전을 위해 외부 전원부(123)와 직접적으로 연결되어 MF(Midium Frepuency)전원 등이 최초 공급되는 부분으로 금속판재 형태로 이루어지며, 방전용량에 따라 폭 및 두께 등은 다양하게 변형될 수 있다.

그리고 접지전극(125)은 메인전극(124)과의 상대적인 전기반응을 유도하는 역할을 하는 것으로 역시 금속판재형태로 이루어지며 메인전극(124)으로 부터 일정간격 떨어진 지점에 위치되어 메인전극(124)과 마주본 상태로 설치된다.

따라서 메인전극(124)과 접지전극(125) 사이 공간(A)이 플라즈마 방전공간이 된다.

그리고 접지전극(125)의 특정부분은 공급본체(110) 등의 타 부분과 연결되어 접지구조를 갖는다.

이러한 접지전극(125)과 메인전극(124)은 알루미늄합금이나 스테인리스, 텅스텐 등으로 제작될 수 있으며, 이 외에도 일반적인 플라즈마 발생장치에 사용 가능한 재질을 이용해 구현될 수 있다.

참고로 메인전극(124)에 연결되는 전원부(123)는 수십~수백kHz의 진동수를 갖는 형태의 전원을 공급하는 구조로 이루어진다.

그리고 이러한 메인전극(124)과 접지전극(125) 및 전원부(123)외 플라즈마 발생부(120)를 구성하는 기타 구성요소들은 공지된 구성이므로 구체적인 추가 설명은 생략한다.

이처럼 메인전극(124)과 접지전극(125)이 반응케이스(122)내부, 즉 설치공간(122a)으로부터 독립된 공간내에 설치됨에 따라, 주변환경에 구애받지 않고 반응케이스(122) 내부에서 플라즈마 방전이 원활히 이루어질 수 있게 된다.

이렇게 공급본체(110)의 설치공간(112) 일측에 플라즈마발생부(120)가 설치됨에 따라 설치공간(112) 중 플라즈마발생부(120) 일측에 형성된 공간은 후술하는 가스공급부(130)로부터 공급된 고속가스의 이동로(115)가 된다.

즉 플라즈마와 고속가스가 하나의 설치공간(112)내에서 존재하게 되지만 반응케이스(122) 등에 의해 가스이동로(115)와 플라즈마 반응공간(122a)이 구획된 상태로 존재하게 된다.

이렇게 프라즈마 발생부(120)가 설치된 공급본체(110)에는 가스공급부(130)가 설치되는데,

가스공급부(130)는 무기물질 세정을 위한 가스의 최초공급기능을 하는 것으로, 일반적인 에어제트(Air zet)형태, 즉 브로워를 통해 공기를 고속으로 분사하는 구조로 이루어진다.

이러한 가스공급부(130)는 가스 토출구가 공급본체(110)의 가스공급구(113)에 연결된 상태로 설치된다.

이때 가스공급부(130)로부터 배출되는 가스는 질소나 아르곤과 같이 유기물질세정 기능도 병행할 수 있는 불활성 가스일 수 있으며, 일반 공기 일 수 있다.

그리고 배출되는 가스는 공급본체(110) 내부로부터 필름(f)에 배출되는 속도가 약 40~50m/sec의 고속을 유지할 수 있도록 하여 유속에 의해 필름표면의 무기물질의 분리가 원활히 이루어질 수 있도록 한다.

물론 공급가스의 유속은 위의 값에 한정되지 않고 세정장치의 전체 규모 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

그리고 공급본체(110) 내부에는 초음파발생부(140)가 설치되는데, 초음파발생부(140)는 USC세정장치의 주요 기능인 초음파 발생기능을 하는 부분으로, 설치공간(112)중 가스이동로(115) 구간에 설치되어 이동하는 가스와 함께 필름표면에 공급될 수 있도록 한다.

이렇게 공급본체(110)와 플라즈마 발생부(120), 가스공급부(130) 및 초음파발생부(140)로 구성된 공급부(100) 일측에는 배기부(200)가 설치된다.

배기부(200)는 플라즈마와 함께 배출된 가스 및 가스와 플라즈마에 의해 필름으로부터 분리된 이물질을 빨아들여 회수하는 집진기능을 하는 것으로, 다시 흡기본체(210)와 배기장치(220)로 나뉘어 구성된다.

상기 흡기본체(210)는 흡입된 가스 및 이물질이 1차적으로 수용되는 부분으로, 공급본체(110)와 유사한 구조, 즉 내부에는 외부와 차단된 수용공간(212)이 형성되고 하부에는 가스 및 이물질이 빨려 들어오는 흡기구(213)가 형성되며, 상부에는 수용된 이물질과 가스를 배기하기 위한 배기구(214)가 형성된 구조로 이루어진다.

이러한 흡기본체(210)는 공급본체(110)측부에 밀착 설치되어 전체크기가 최대한 작게형성 되도록 하고, 도면과 같이 공급본체(110)와 일체로 제작될 수도 있다.

그리고 흡기본체(210)의 크기도 공급본체(110)와 마찬가지로 세정장치 전체 용량 등에 따라 다양하게 제작될 수 있으며, 형상 또한 다양하게 변형될 수 있다.

이러한 흡기본체(210)는 공급부(100) 의 가스배출용량 등에 따라 [도 1]과 같이 제1흡기본체(210a)와 제2흡기본체(210b)로 나뉘어 구성되어 공급본체 양측에 각각 설치될 수 있다.

물론 필요에 따라 3개이상 설치될 수도 있으며, [도 2]와 같이 공급본체(110) 일측에 하나만 설치될 수도 있다.

이러한 흡기본체(210)에 설치되는 배기장치(220)는 흡기본체(210)내 이물질 및 가스를 외부로 외부로 회수하는 기능을 하는 것으로, 일반적인 흡기브로워 형태로 이루어지고 제1흡기본체(210a)와 제2흡기본체(210b)의 각 배기구(214)와 연결되어 각 흡기본체(210a)(210b)내 공기를 빨아들이는 형태로 구현될 수 있다.

이 외에도 진공탱크 구조로 구현되어 탱크 내부와 흡기본체(210) 내부간 압력차이로 인해 흡기본체(210) 내부공기가 자연스럽게 탱크내부로 이동될 수 있는 구조로 구현될 수 있다.

이처럼 배기장치는 기본적으로 압력차를 이용해 흡기본체(210) 내부의 공기 및 이물질을 외부로 빨아들일 수 있는 구조라면 얼마든지 다양한 형태로 구현될 수 있다.

그리고 이러한 배기장치는 각 흡기본체(210)마다 연결되거나 도면과 같이 하나의 배기장치(220)를 각 흡기본체(210)에 동시에 연결시키는 구조로 설치될 수 있다.

이하에서는 상기 구성에 의한 본 발명의 작용 및 그 과정에서 발생되는 효과를 설명하도록 한다.

공급본체(110) 아래쪽에 필름(f)이 위치되면 가스공급부(130)로부터 고속의 가스가 공급본체(110) 내부로 공급되고 가스이동로(115)를 통해 이동한 뒤 가스배출구를 통해 필름표면에 배출된다.

따라서 이렇게 고속으로 배출되는 가스의 유속만으로도 필름표면의 무기물질이 분리된다.

또한 가스배출 과정에서 공급본체(110) 내부의 초음파발생부(140)로부터 초음파가 발생되고 발생된 초음파가 가스와 함께 필름표면에 배출되기 때문에 무기물질의 세정효율을 더욱 높일 수 있게 된다. 즉 이러한 초음파 발생부에 의해 USC세정장치의 구조를 갖게 된다.

이렇게 가스가 배출되는 과정에서 플라즈마 발생부(120)의 전원부(123)로부터 메인전극(124)에 전원이 공급되면서 메인전극(124)과 접지전극(125) 사이 공간(A)에서 플라즈마 방전이 이루어진다.

이때 위에서 언급한 것처럼 플라즈마 방전이 반응케이스(122)에 의해 가스이동로(115)와 독립된 공간 내에서 이루어지기 때문, 즉 적정수준의 방전이 가능한 대기압력 상태에서 방전이 이루어지므로 설치공간(112)내에 가스가 고속으로 이동하더라도 방전효율에는 전혀 영향을 받지 않게 된다.

따라서 이렇게 충분히 방전된 플라즈마는 반응케이스(122)의 연결구(122b)를 통해 가스이동로(115)로 배출됨과 동시에 공급본체(110) 내부에서 가스와 혼합된 상태로 필름에 접촉된다.

이처럼 본 발명은 플라즈마 방전 영역과 가스이동 영역이 구획되기 때문에 충분한 플라즈마 방전 후 가스와 혼합되는 형태가 가능하므로 가스의 고속이동 과정에서도 충분한 플라즈마 방전이 가능한 특징을 갖는다.

이렇게 가스와 함께 플라즈마에 의해 필름표면의 유기물질이 분해 제거된다. 즉본 발명은 하나의 공간에서 플라즈마와 가스가 혼합된 상태로 배출되므로 가스에 의한 무기물질 세정과 플라즈마에 의한 유기물질 세정이 동시에 이루어질 수 있게 되는 것이다.

이렇게 유기 및 무기물질이 제거되는 과정에서 배기장치(220)가 작동되면 필름으로부터 분리된 이물질들이 흡기구(213)를 통해 흡기본체(210) 내부로 빨려 들어가고 곧바로 배기구(214)를 통해 배기장치(220)로 빨려나가 외부로 회수된다.

이처럼 본 발명은 이물질제거와 동시에 배기가 함께 이루어져 이물질의 세정과회수가 동시에 이루어지므로, 세정된 이물질의 비산등을 방지할 수 있어 작업환경을 향상시킬 수 있는 장점도 있다.

[도 3]은 본 발명의 다른 변형예를 나타낸 것으로,

기본 구성은 앞의 실시예와 동일하나 공급부(100)를 복수개로 구비시킨 것에 차이가 있다. 따라서 공기공급량과 플라즈마 생성량도 그만큼 증가될 수 있으므로 세정할 필름의 크기등에 따라 이처럼 복수개로 형성시킬 경우 충분한 세정효과를 얻을 수 있다.

도면에서는 공급부(100)가 두개로 구비된 것으로 도시되었지만 필요에 따라 3개이상 구비될 수도 있다.

100 : 공급부 110 : 공급본체
112 : 설치공간 113 : 가스공급부
114 : 가스배출구 115 : 가스이동로
120 : 플라즈마 발생부 122 : 반응케이스
122a : 반응공간
122b : 연결구 123 : 전원부
124 : 메인전극 125 : 접지전극
130 : 공기공급부 140 : 초음파발생부
200 : 배기부 210 : 흡기본체
212 : 수용공간 213 : 흡기구
214 : 배기구 220 : 배기장치
210a : 제1흡기본체 210b :제2흡기본체

Claims

내부에 설치공간 및 가스이동로가 형성되고 일측에는 공기공급구가 형성되며 타측에는 가스배출구가 형성된 공급본체,
상기 설치공간에 설치되는 플라즈마 발생부,
상기 공급본체에 연결되어 상기 가스이동로로 가스를 공급하는 가스공급부,
상기 공급본체 측부에 설치되고 내부에 흡입공간이 형성되며 양측에 가스흡입구 및 가스배기구가 형성된 배기본체,
를 포함하는 유기 및 무기오염물 세정장치
제1항에서,
상기 플라즈마 발생부는,
상기 설치공간에 위치되고 내부에 상기 공기이동로와 연결되는 대기압공간이 형성된 반응케이스,
상기 대기압공간에 설치되어 외부전원과 연결되는 메인전극,
상기 대기압공간에 메인전극과 간격을 두고 마주보며 위치되는 접지전극,
을 포함하는 유기 및 무기오염물 세정장치.
제1항 또는 제2항에서,
상기 설치공간과 가스이동로 중 적어도 어느 하나에는 초음파발생부가 형성된
유기 및 무기오염물 세정장치.
제1항에서,
상기 배기본체의 배기구와 연결되어 상기 흡입공간 내 공기를 외부로 흡기하는흡기부를 더 포함하는
유기 및 무기오염물 세정장치.
제4항에서,
상기 흡기부는 내부가 상기 흡기공간보다 낮은 기압이 형성된
유기 및 무기오염물 세정장치.
제4항 또는 제5항에서,
상기 공급본체 측부에 설치되고 내부에 제2흡입공간이 형성되며 양측에 제2가스흡입구 및 제2가스배기구가 형성된 제2배기본체
를 포함하는 유기 및 무기오염물 세정장치.
상기 가스공급부에서 상기 공기공급로로 공급되는 가스는 공기인
유기 및 무기오염물 세정장치.
제1항 또는 제7항에서,
상기 가스공급부로부터 공급되는 가스는 50m/sec 이하인
유기 및 무기오염물 세정장치.