KR20130038124A

KR20130038124A - 약액 도포 장치에 사용되는 슬릿 노즐 및 이를 이용한 약액 도포 방법

Info

Publication number: KR20130038124A
Application number: KR1020120010678A
Authority: KR
Inventors: 조강일; 이경일
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-04-17
Also published as: KR101814363B1

Abstract

본 발명은 약액 도포 장치에 사용되는 슬릿 노즐에 관한 것으로, 슬릿 노즐의 상대 이동 방향의 전방에 위치하여 제1약액을 토출하는 슬릿 형태의 제1토출구와; 상기 제1토출구보다 후방에 이격되게 위치하여 상기 제1약액과 혼합되지 않는 성질의 제2약액을 토출하는 슬릿 형태의 제2토출구를 구비하여, 상기 슬릿 노즐이 상기 피처리 기판에 대하여 상대 이동하는 것에 의하여 상기 피처리 기판의 표면에 상기 제1약액과 상기 제2약액이 적층된 형태로 도포함으로써, 슬릿 노즐이 피처리 기판의 상측에서 1회만 이동하더라도 피처리 기판의 표면에는 2겹의 약액층이 도포되므로, 보다 빠른 시간 내에 서로 다른 성질의 약액을 2겹으로 피처리 기판에 도포할 수 있는 약액 도포 장치에 사용되는 슬릿 노즐을 제공한다.

Description

약액 도포 장치에 사용되는 슬릿 노즐 및 이를 이용한 약액 도포 방법 {SLIT NOZZLE USED IN SLIT COATER APPARATUS AND COATING METHOD USING SAME}

본 발명은 약액 도포 장치에 사용되는 슬릿 노즐에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 디스플레이 패널의 제작에 사용되는 피처리 기판에 대하여 1회만 상대 이동하더라도 서로 다른 성질의 2겹 약액층을 형성할 수 있으면서, 동시에 각 픽셀에 해당하는 셀의 전극에 제1약액이 신뢰성있게 접촉한 상태를 유지시킬 수 있는 슬릿 노즐, 약액 도포 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.

LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 플랫 패널 디스플레이를 제조하는 공정은 유리 등을 원소재로 하여 전극이 각 화소마다 형성되어 있는 피처리 기판(또는 Thin Film Transistor)의 표면에 액정 등의 약액을 약액 도포 장치에서 도포하고, 이 피처리 기판을 합착 장치로 이동시킨 후, 피처리 기판과 형광체가 도포된 합착 기판을 합착시키는 공정을 거쳐 이루어진다.

즉, 피처리 기판은 그 표면에는 다수의 셀이 구비되고, 셀마다 전극이 배열되어, 전극에 인가되는 전원에 따라 약액이 반응하여 디스플레이 화면을 표시하게 된다.

종래의 약액 도포 장치는 피처리 기판의 표면에 한 종류의 약액을 도포하도록 구성된다. 도1은 종래의 기판 코터 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도1에 도시된 바와 같이, 종래의 기판 코터 장치는 피처리 기판(G)을 기판척(10) 상에 거치시킨 상태에서, 슬릿 노즐(20)로 공급되어 피처리 기판(G)의 폭에 대응하는 토출구를 구비한 슬릿 노즐(20)이 이송 기구(25)에 의해 20y로 표시된 방향으로 이동하면서, 펌프(30)로부터 약액을 공급받아 피처리 기판(G)의 표면에 도포한다.

여기서, 기판척(10)은 유리 기판(G)을 안착시키기 위해 통상 유리 기판보다 큰 직사각형 형상으로 형성되고, 상부에는 진공 흡착을 위하여 진공 펌프와 연통된 다수개의 진공홀(미도시)이 형성되어 있다. 상기와 같이 구성된 기판 코터 장치(1)는 슬릿 노즐(20)을 피처리 기판(G)에 대하여 상대이동시키면서 약액(55)을 피처리 기판(G)의 표면에 도포하도록 구성된다.

이와 같이 종래의 약액 도포 장치(1)는 하나의 종류의 약액을 도포하므로, 디스플레이 패널의 시야각을 향상시키기 위한 약액을 도포하고자 하면, 하나의 약액이 도포된 피처리 기판(G)을 다른 약액 도포 장치로 이송하여 다시 도포해야 하는 데, 피처리 기판(G)을 이동시키는 동안에 발생되는 요동으로 먼저 도포된 약액이 불균일하게 되거나, 그 사이에 이물질이 앉아 우수한 품질로 2겹의 약액을 도포하는 데 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 피처리 기판에 대하여 1회만 상대 이동하더라도 서로 다른 성질의 2겹 약액층을 형성할 수 있는 약액 도포 장치에 사용되는 슬릿 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 하나의 장치 내에서 2겹의 약액층을 동시에 도포함으로써, 2겹의 약액층이 일정한 두께로 도포되도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 서로 다른 종류의 약액을 피처리 기판의 표면에 한꺼번에 도포함으로써, 피처리 기판의 표면에 도포되는 2겹의 약액층의 사이에 먼지 등의 이물질이 침투하는 것을 방지하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

무엇보다도, 본 발명은 서로 다른 종류의 약액을 피처리 기판의 표면에 도포함에 있어서, 피처리 기판의 표면에 먼저 도포된 제1약액이 표면 장력이나 피처리 기판의 소수성 성질에 의해 전극과 비접촉된 상태로 남게 되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 피처리 기판에 대하여 상대 이동하면서 약액을 토출하여 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 슬릿 노즐에 있어서, 상기 슬릿 노즐의 상대 이동 방향의 전방에 위치하여 제1약액을 토출하는 슬릿 형태의 제1토출구와; 상기 제1토출구보다 후방에 이격되게 위치하여 상기 제1약액과 혼합되지 않는 성질의 제2약액을 토출하는 슬릿 형태의 제2토출구를 구비하여, 상기 슬릿 노즐이 상기 피처리 기판에 대하여 상대 이동하는 것에 의하여 상기 피처리 기판의 표면에 상기 제1약액과 상기 제2약액이 적층된 형태로 도포하는 것을 특징으로 하는 슬릿 노즐을 제공한다.

이는, 피처리 기판의 표면에 서로 다른 성질의 2종류의 약액을 도포함에 있어서, 하나의 슬릿 노즐에 2종류의 제1약액 및 제2약액이 서로 이격된 다른 제1토출구 및 제2토출구에 의해 각각 토출되도록 구성됨에 따라, 슬릿 노즐이 피처리 기판의 상측에서 1회만 이동하더라도 피처리 기판의 표면에는 2겹의 약액층이 도포되므로, 보다 빠른 시간 내에 서로 다른 성질의 약액을 2겹으로 피처리 기판에 도포하기 위함이다.

이 뿐만 아니라, 상기와 같이 제1토출구와 제2토출구를 상호 이격되게 배열하고, 슬릿 노즐이 피처리 기판의 상측을 1번 이동하면서 2겹의 약액층이 동시에 도포되므로, 약액층의 사이에 이물질이 삽입되어 도포 품질이 저하될 염려가 없을 뿐만 아니라, 피처리 기판을 이동하면서 발생되는 약액층의 국부적인 쏠림 현상도 방지할 수 있어서, 보다 균일한 두께로 2겹의 약액층을 도포하는 것이 가능해지는 유리한 잇점을 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 상기 제2토출구는 상기 제1토출구보다 상기 피처리 기판으로부터 멀리 이격된 상측에 위치한 것이 바람직하다. 이를 통해, 제1약액과 제2약액이 서로 인접하게 배열되더라도 도포되는 동안에 서로 혼합되는 것을 최소화할 수 있다.

무엇보다도, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 상기 제2토출구의 끝단부는 상기 제1토출구를 향하여 경사지게 형성되어, 제2약액을 제1토출구를 향하여 경사진 방향으로 토출하도록 구성된 것이 효과적이다. 이를 통해, 선행하는 제1토출구에서 토출되는 제1약액을 후행하는 제2토출구에서 토출되는 제2약액이 지긋이 눌러주어 피처리 기판에 골고루 퍼지도록 가압함으로써, 제1약액의 표면 장력에도 불구하고 그리고 피처리 기판의 표면이 소수성 성질을 가짐에도 불구하고, 먼저 도포된 제1약액은 피처리 기판의 표면에 골고루 퍼진상태로 유지되어 각 화소마다 배열된 전극에 제1약액이 신뢰성있게 접촉한 상태를 유지할 수있게 된다. 따라서, 대형 디스플레이 패널에 대해서도 제작 공정에서 화소 불량이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

이 때, 상기 슬릿 노즐 내에서 상기 제1약액을 상기 제1토출구로 공급하는 제1약액통로의 끝단부도 역시 경사지게 배열될 수도 있지만, 제1토출구의 끝단부에 비하여 제2토출구의 끝단부의 경사도(θ)가 보다 크게 배열됨으로써, 제2토출구로부터 토출되는 제2약액이 제1토출구로부터 토출되는 제1약액을 눌러주는 효과를 구현할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 제1토출구의 끝단부는 수직으로 배열될 수 있다.

이와 같이 제1약액통로와 제2약액통로의 끝단부가 경사진 형태로 배열되면, 상기 제1토출구에 상기 제1약액을 토출하는 제1토출압과, 상기 제2토출구에 상기 제2약액을 토출하는 제2토출압은 서로 다르게 조절함으로써, 제1토출구와 제2토출구 사이의 간격이 일정하더라도 제1약액이 도포된 이후에 제2약액이 도포되는 위치를 조절할 수 있다. 이를 통해, 건조되기 이전의 약액의 성질에 따라 미세한 유체의 흐름에 의해 약액층의 경계면에서 일부가 혼합되는 것을 방지할 수 있다.

이 뿐만 아니라, 상기와 같이 제1토출구 및 제2토출구 중 어느 하나 이상의 끝단부가 경사지게 배열됨에 따라, 제1토출구 및 제2토출구로부터 슬릿 노즐 내에 연장되는 약액 통로의 다른 끝단의 간격을 멀리 배치할 수 있게 되어, 약액 통로에 각각 약액을 공급하기 위한 접속구의 설치를 보다 용이하게 할 수 있는 유리한 효과도 얻을 수 있다.

한편, 상기 제1토출구와 상기 제2토출구는 1㎛ 내지 1000mm만큼 이격 배치될 수 있으며 바람직하게는 30㎛ 내지 100mm만큼 이격되는 것이 좋다. 제1토출구와 제2토출구의 간격이 1㎛보다 작으면 실제로 동시에 도포되는 것이어서 서로 다른 종류의 제1약액과 제2약액이 경계면에서 서로 혼합된 형태로 도포될 수 있으며, 제1토출구와 제2토출구의 간격이 1000mm보다 크면 슬릿 노즐의 치수가 과도해지는 문제가 발생되어 슬릿 노즐을 이송시키는 형태의 기판 코터 장치라면 정교하고 일정하게 슬릿 노즐을 이동시키는 데 부담이 되기 때문이다.

상기 제1약액과 상기 제2약액은 서로 혼합되지 않은 성질을 갖는 약액으로 선택되어야 한다. 이에 의하여, 피처리 기판에 2겹으로 도포되는 제1약액과 제2약액의 경계면에서 약간의 혼합이 일시적으로 생기더라도, 제1약액과 제2약액이 스스로 분리되어 명확한 경계면을 형성하게 된다. 보다 구체적으로는, 제1약액은 피처리 기판의 각 화소에 배치된 전극에 인가되는 전원의 세기에 따라 투과되는 빛의 양을 조절하는 약액으로 선택되고, 제2약액은 디스플레이 패널을 바라보는 방향에 따른 시야 균일도를 향상시키는 약액으로 선택되어, 보다 우수한 화질의 디스플레이 패널을 제작할 수 있게 된다.

예를 들어, 제1약액과 제2약액은 소수성 액체와 불투수성 액체 등의 조합으로 이루어질 수 있으며, 상기 제1약액은 오일이고, 상기 제2약액은 에틸렌 글리콜 계열의 약액이나 물로 선택될 수 있다.

한편, 본 발명은, 피처리 기판을 상측에 위치시키는 기판 스테이지와; 상기 피처리 기판에 대하여 상대 이동하면서 상기 피처리 기판의 표면에 제1약액과 제2약액을 상기 피처리 기판의 표면에 적층 형태로 도포하는 상기와 같이 구성된 슬릿 노즐을; 포함하여 구성된 약액 도포 장치를 제공한다.

또 한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 피처리 기판에 약액을 도포하는 방법으로서, 기판 스테이지에 피처리 기판을 거치시키는 기판 거치 단계와; 상기 피처리 기판의 표면에 제1약액을 도포하는 제1토출구와 제2약액을 도포하는 제2토출구가 하나의 몸체에 구비된 슬릿 노즐을 이동하면서 상기 제1약액과 상기 제2약액이 피처리 기판에 도포하는 약액 도포 단계를 포함하는 약액 도포 방법을 제공한다.

이 때, 상기 약액 도포 단계는, 상기 피처리 기판의 표면에 제1약액을 도포하고, 상기 제1약액이 도포되는 방향으로 경사지게 제2약액을 상기 제1약액 위에 적층하여 도포하도록 구성된다.

또한, 상기 제2약액이 토출되는 제2토출구는 상기 제1약액이 토출되는 제1토출구에 비하여 상기 피처리 기판으로부터 상측으로 멀리 이격되게 위치한 하나의 몸체로 이루어진 슬릿 노즐을 상기 피처리 기판에 대해 상대 이동시키면서 행해짐으로써, 슬릿 노즐이 피처리 기판의 상측을 1번 이동하면서 2겹의 약액층이 동시에 도포되므로, 약액층의 사이에 이물질이 삽입되어 도포 품질이 저하될 염려가 없을 뿐만 아니라, 피처리 기판을 이동하면서 발생되는 약액층의 국부적인 쏠림 현상도 방지할 수 있다.

그리고, 상기 제2약액은 상기 제1약액보다 더 두껍게 도포됨으로써, 피처리 기판에 상판이 합착되어 디스플레이 패널을 제작함에 있어서, 제2약액으로 디스플레이 패널 내부를 모두 충진한 상태로 되어, 바라보는 방향에 따른 위상차를 줄여줌으로서 균일한 시야각의 확보를 보다 우수하게 행할 수 있는 장점이 얻어진다. 또한, 제2약액이 충분히 두껍게 형성되어 제1약액을 덮어 눌러줌으로써, 제1약액 자체의 표면장력 등에 의해 구형 또는 타원형으로 오그라드는 현상을 억제함으로써, 제1약액이 각 화소에 배열된 전극과 보다 신뢰성있게 접촉한 상태를 유지할 수 있다.

이를 위하여, 상기 제2약액은 위상차를 줄여 균일한 시야각을 확보하는 것을 보조하는 물, 에틸렌 글리콜 계열의 약액으로 선택되는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 하나의 몸체로 형성된 슬릿 노즐이 상기 피처리 기판에 대하여 상대 이동하는 것에 의하여 상기 피처리 기판의 표면에 상기 제1약액과 상기 제2약액이 적층된 형태로 도포함으로써, 슬릿 노즐이 피처리 기판의 상측에서 1회만 이동하더라도 피처리 기판의 표면에는 2겹의 약액층이 도포되므로, 보다 빠른 시간 내에 서로 다른 성질의 약액을 2겹으로 피처리 기판에 도포할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 슬릿 노즐이 피처리 기판의 상측을 1번 이동하면서 2겹의 약액층이 동시에 도포하므로, 약액층의 사이에 이물질이 삽입되어 도포 품질이 저하될 염려를 낮출 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 발명은, 피처리 기판을 이동하면서 발생되는 약액층의 국부적인 쏠림 현상도 방지할 수 있어서, 보다 균일한 두께로 2겹의 약액층을 도포하는 것이 가능해지는 유리한 효과를 구현한다.

무엇보다도, 본 발명은 후행하는 제2토출구의 끝단부가 선행하는 제1토출구의 끝단부에 비해 보다 큰 경사도로 경사지게 형성됨에 따라, 제1토출구로부터 토출되어 피처리 기판의 표면에 먼저 도포된 제1약액이 각 화소마다 배열된 전극에 안정적으로 접촉하도록 제2약액에 의해 눌리고 눌린 상태가 유지되므로, 화소에 도포되는 제1약액에 의해 디스플레이 패널에 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은 슬릿 노즐의 제1토출구에 인접한 제1약액통로의 끝단부와 제2토출구에 인접한 제2약액통로의 끝단부 중 어느 하나 이상이 경사지게 형성됨에 따라, 토출구로부터 약액을 수직한 방향으로만 토출하지 않고 경사지게 토출할 수 있게 되어, 토출구를 통해 토출하는 약액의 압력을 조절하는 것에 의해 제1토출구와 제2토출구 사이의 간격을 조절하는 효과를 얻을 수 있다.

이를 통해, 본 발명은 건조되기 이전의 약액의 성질에 따라 미세한 유체의 흐름에 의해 약액층의 경계면에서 일부가 혼합되는 것을 방지할 수 있는 잇점이 얻어진다.

그리고, 본 발명은 약액통로의 끝단부를 경사지게 형성함으로써, 약액 통로에 약액이 주입되는 입구의 간격을 멀리 이격시킬 수 있게 되므로, 서로 다른 약액이 토출되는 2개의 토출구가 근접 배치되는 경우에도, 각각의 약액 통로에 약액을 공급하는 접속구의 설치가 보다 용이해지며 관리가 편리해지는 부수적인 효과도 얻을 수 있다.

도1은 종래의 일반적인 약액 도포 장치의 구성을 도시한 개략 사시도
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 슬릿 노즐이 구비된 약액 도포 장치의 구성을 도시한 개략 사시도
도3은 도2의 정면도
도4는 도2의 슬릿 노즐로 피처리 기판에 약액을 도포하는 구성을 도시한 측면도
도5는 도4의 'B'부분의 확대도
도6은 도4의 'C'부분의 확대도
도7은 본 발명에 적용 가능한 도2의 절단선 A-A에 따른 다른 형태의 슬릿 노즐의 구성을 단면도
도8은 본 발명에 적용 가능한 도2의 절단선 A-A에 따른 또 다른 형태의 슬릿 노즐의 구성을 단면도
도9는 본 발명에 적용 가능한 도2의 절단선 A-A에 따른 또 다른 형태의 슬릿 노즐의 구성을 단면도
도10은 도9의 'D'부분의 확대도
도11은 약액이 잘못 도포된 상태를 도시한 도면

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 슬릿 노즐(121)이 구비된 약액 도포 장치(100)를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 슬릿 노즐이 구비된 약액 도포 장치의 구성을 도시한 개략 사시도, 도3은 도2의 정면도, 도4는 도2의 슬릿 노즐로 피처리 기판에 약액을 도포하는 구성을 도시한 측면도, 도5는 도4의 'B'부분의 확대도, 도6은 도4의 'C'부분의 확대도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬릿 노즐(121)이 장착된 약액 도포 장치(100)는, 피처리 기판(G)을 다수의 흡입공으로 흡착하여 견고하게 요동없이 고정시키는 기판 스테이지(110)와, 기판 스테이지(110)에 고정된 피처리 기판(G)의 표면에 서로 다른 성질의 2종류 약액(551, 552; 55)을 2겹으로 도포하는 약액 도포부(120)와, 약액 도포부(120)에 각각 제1약액(551)과 제2약액(552)을 공급하는 약액 공급 펌프(130)로 구성된다.

상기 기판 스테이지(10)는 표면에 다수의 흡기공이 형성되어 흡입압이 작용함으로써 피처리 기판(G)을 견고하게 위치고정한다. 한편, 도면에는 기판 스테이지(10)에 피처리 기판(G)이 위치 고정되고 슬릿 노즐(100)이 이동하는 구성을 예로 들었지만, 기판 스테이지(10)의 피처리 기판(G)이 위치 이동하고 슬릿 노즐(100)이 위치 고정되도록 구성될 수도 있다.

상기 약액 도포부(120)는 도3에 도시된 바와 같이 피처리 기판(G)의 폭에 대응하는 길이의 슬릿 형태의 토출구가 형성되어 약액을 도포하는 슬릿 노즐(121)과, 슬릿 노즐(121)을 고정하는 크로스헤드(122)와, 크로스헤드(122)의 양측을 고정하여 슬릿 노즐(121)을 지지하면서 기판 스테이지(110)의 종방향을 따라 이동하는 한 쌍의 슬라이더(123)와, 한 쌍의 슬라이더(123)가 기판 스테이지(110)의 종방향을 따라 이동하는 것을 안내하는 안내 레일(125)로 구성된다.

여기서, 도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 슬릿 노즐(121)은 피처리 기판(G)의 표면에 제1약액(551)과 제2약액(552)을 각각 토출하는 제1토출구(1211)와 제2토출구(1212)가 구비되어, 피처리 기판(G)에 대하여 1회 상대 이동하는 것에 의해 피처리 기판(G)의 표면에 제1약액(551)과 제2약액(552)이 적층된 2겹으로 도포한다. 제1약액(551)은 제1공급펌프(131)에 의해 도면부호 551i로 표시된 방향으로 슬릿 노즐(121)에 공급되며, 제2약액(552)은 제2공급펌프(132)에 의해 도면부호 552i로 표시된 방향으로 슬릿 노즐(121)에 공급된다.

한편, 도6에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널로 제작되는 피처리 기판(G)은 화소를 이루는 사각형 형태의 셀(80s)을 경계짓는 단턱(83)이 그 둘레에 형성되고, 각 셀(80s)마다 전극(81)이 위치하여, 전극(81)에 인가되는 전원에 따라 피처리 기판(G)에 도포되는 제1약액(551)에 의해 화소의 색상이 표시된다. 그리고, 각 단턱(83)은 소수성 재질로 형성되어, 제1약액(551)이 그 양측의 바닥면(82)으로 이동하도록 유도한다.

따라서, 피처리 기판(G)의 표면에 도포된 제1약액(551)은 소수성 성질의 단턱(83)의 바깥인 사각형 형태의 셀(80s) 내부로 유도되어 셀(80s) 영역을 채우게 된다. 각 셀(80s)에 채워진 제1약액(551)은 그 자체의 표면 장력에 의해 도11에 도시된 바와 같이 제1약액(551)이 스스로 뭉치려는 성향을 갖게 된다. 더욱이, 유리 소재로 주로 제작되는 피처리 기판(G)은 각 셀(80s)의 바닥면에 소수성을 갖도록 제작되는 경우가 대부분이므로, 제1약액(551)의 도포양이 적정량 도포되면, 제1약액(551)이 전극(81)과 접촉하지 않는 셀이 존재하여 최종적으로 제작된 디스플레이 패널에는 화소 불량의 오류가 발생될 수 있다.

따라서, 피처리 기판(G)의 각 셀(80s)에 도포된 제1약액(551)이 자체의 표면장력이나 피처리 기판(G)의 소수성 성질에 의해 구형 또는 타원형으로 수축하기 이전에, 도5에 도시된 바와 같이 상기와 같이 제2토출구(1212)로부터 제1토출구(1211)를 향해 경사(θ)지게 토출되는 제2약액(552)이 도면부호 552f로 표시된 방향으로 도포되는 힘으로 직전에 도포된 제1약액(551)을 곧바로 덮어 눌러줌으로써, 제1약액(551)이 각 화소를 이루는 셀(80s)에서 퍼진 상태로 분포되어 전극(81)과 접촉하도록 하고 그 접촉 상태를 효과적으로 유지시킬 수 있게 된다. 이를 통해, 피처리 기판(G)의 전체 화소에서 화소 불량이 야기되는 것을 줄임으로써, 디스플레이 패널의 제작 시 발생되는 불량률을 크게 낮출 수 있다.

또한, 제1약액(551)과 제2약액(552)이 하나의 몸체로 이루어진 슬릿 노즐(121)의 제1토출구(1211)과 제2토출구(1212)에서 토출되도록 구성됨에 따라, 하나의 몸체로 이루어진 슬릿 노즐을 1회만 이동시키더라도, 피처리 기판(G)의 표면에는 2겹의 약액층(551, 552; 55)이 도포할 수 있게 되어, 보다 빠른 시간 내에 서로 다른 성질의 약액을 2겹으로 도포하여 공정 효율을 향상시킬 수 있으며, 상기와 같이 제1토출구(1211)와 제2토출구(1212)를 도면부호 x로 표시된 거리만큼 상호 이격되게 배열하고, 슬릿 노즐(121)이 피처리 기판(G)의 상측을 1번 이동하면서 2겹의 약액층이 동시에 도포되므로, 약액층의 사이에 이물질이 삽입되어 도포 품질이 저하될 염려가 없다. 또한, 피처리 기판을 이동하면서 발생되는 약액층의 국부적인 쏠림 현상도 방지할 수 있어서, 보다 균일한 두께로 2겹의 약액층을 도포하는 것이 가능해지는 유리한 잇점을 얻을 수 있다.

그리고, 슬릿 노즐(121)의 제2토출구(1212)는 제1토출구(1211)에 비하여 피처리 기판(G)으로부터 보다 멀리 이격된 상측에 위치한다. 즉, 제1토출구(1211)를 형성하는 양측 부재(121a, 121b)와 제2토출구(1212)를 형성하는 양측 부재(121b, 121c)는 도5에 도시된 바와 같이 각각 y1, y2로 표시된 길이만큼 상하 단차를 두고 형성된다. 이를 통해, 제2토출구(1212)에서 토출되는 제2약액(552)은 제1토출구(1211)에서 토출되는 제1약액(551)과 상호 혼합되지 않으면서 선행하면서 도포되는 제1약액(551)을 효과적으로 지긋이 눌러줄 수 있다.

이 때, 제2토출구(1212)에서 토출되는 제2약액(552)은 대략 500㎛~5000㎛의 도포 두께(55d2)를 가지며, 제1토출구(1211)에서 토출되는 제1약액(551)은 단턱(83)의 높이보다 낮은 3~30㎛의 도포 두께(55d1)를 갖는다. 이에 따라, 도6에 도시된 바와 같이 제1약액(551)은 단턱(83)을 경계로 화소 별로 이격된 상태를 유지하면서, 제2약액(552)에 의해 눌린 상태가 유지되어 각 화소를 이루는 셀(80s)에 골고루 퍼진 상태를 유지할 수 있다.

한편, 상기 제1약액(551)과 제2약액(552)은 서로 혼합되지 않은 성질을 갖는 약액으로 선택된다. 예컨대, 피처리 기판(G)의 표면에 직접 도포되는 제1약액(551)은 오일로 정해지고, 제1약액(551)에 의한 코팅층 상에 도포되는 제2약액(552)은 물이나 에틸렌 글리콜 계열의 코팅액으로서, 예를 들어 글리세린과 혼합된 에틸렌 글리콜 글리세린 용액(EGG)으로 정해질 수 있다. 이와 같이, 서로 혼합되지 않는 성질의 2종류의 약액을 하나의 슬릿 노즐(100)을 이용하여 도포함으로써, 제1약액(551)이 완전히 건조되지 않은 상태이어서, 피처리 기판(G)에 2겹으로 도포되는 제1약액(551)과 제2약액(552)의 경계면에서의 혼합이 일시적으로 약간 생기더라도, 제1약액(551)과 제2약액(552)이 스스로 분리되어 명확한 경계면을 형성할 수 있게 된다.

이와 같이, 피처리 기판(G)의 표면에 제1약액(551)에 적층된 형태로 바라보는 방향에 따른 위상을 균일하게 하는 제2약액(552)을 도포하여 디스플레이 패널을 제작함으로써, 시야 균일도가 향상된 디스플레이 패널을 제작할 수 있게 된다.

상기 약액 공급 펌프(130)는 슬릿 노즐(121)에 제1약액(551)을 제1공급관(131a)을 통해 공급하는 제1약액펌프(131)와, 슬릿 노즐(121)에 제2약액(552)을 제2공급관(132a)을 통해 공급하는 제2약액펌프(132)로 이루어진다. 이들 약액 공급 펌프(131, 132)는 1장의 피처리 기판(G)에 약액을 도포하는 데 필요한 양의 약액을 충전하고 있다가, 슬릿 노즐(121)이 피처리 기판(G)에 대하여 상대 이동할 때 균일한 양씩 공급한다. 피처리 기판(G)에 약액(55)을 도포하는 데 제1약액(551)에 비하여 제2약액(552)의 사용량이 더 많으므로, 제2약액펌프(132)가 제1약액펌프(131)보다 더 크게 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 약액 도포 장치(100)는 슬릿 노즐(121)을 121d로 이동시키면서, 피처리 기판(G)의 표면에는 제1토출구(1211)로부터 토출되는 제1약액(551)이 도포되고, 그 다음에 후행하는 제2토출구(1212)로부터 토출되는 제2약액(552)이 도포된 제1약액(551)의 표면에 적층된 2겹 형태로 도포된다. 이 때, 제1토출구(1211)와 제2토출구(1212)의 간격(x)은 대략 1㎛ 내지 1000mm의 범위로 설정될 수 있으며 바람직하게는 30㎛ 내지 100mm의 범위로 설정된다. 그리고, 제2약액(552)에 의해 제1약액(551)을 지긋이 눌러주어 제1약액(551)이 각 셀(80s)에서 올바른 위치로 분포되도록 하기 위해서는, 제1토출구(1211)와 제2토출구(1212)의 간격(x)은 대략 30㎛ 내지 50mm의 범위로 설정되고, 제1토출구(1211)와 제2토출구(1212)의 단차(y2)는 10㎛ 내지 5mm로 설정되는 것이 좋다.

한편, 도7에 도시된 형태의 슬릿 노즐(221)이 본 발명에 따른 약액 도포 장치에 적용될 수 있다. 즉, 슬릿 노즐(221)의 제1토출구(2211)에 제1약액(551)이 도포되기 위하여, 제1약액(551)이 유입되어 제1토출구(2211)로 토출되기까지 연결하는 제1약액통로(2211p)가 형성되고, 그 중간에 반원통 형상의 챔버(2211c)가 제1약액통로(2211p) 상에 위치한다. 마찬가지로, 제2약액(552)이 유입되어 제2토출구(2212)로 토출되기까지 연결하는 제2약액통로(2212p)가 형성되고, 그 중간에 반원통 형상의 챔버(2212c)가 제1약액통로(2212p) 상에 위치한다. 이 때, 반원통 형상의 챔버(2211c, 2212c)는 도7의 약액 통로(2211p, 2212p)를 기준으로 왼편이나 오른편 중 어느 하나 이상에 위치할 수도 있다. 이에 따라, 슬릿 노즐(221)이 120d로 표시된 방향으로 이동하면서 서로 이격된 토출구(2211, 2212)에서 각각 서로 혼합되지 않는 성질의 제1약액(551)과 제2약액(552)을 도포한다.

이 때, 제1토출구(2211)와 연통되는 제1약액통로(2211p)의 끝단부(2211e)도 경사지게 형성될 수 있지만, 도면에 도시된 바와 같이 수직으로 형성된다. 이에 따라, 제1토출구(2211)로부터 토출되는 제1약액(551)은 수직한 방향으로 토출되어 피처리 기판(G)의 표면에 도포되지만, 제2토출구(2212)로부터 토출되는 제2약액(552)은 경시진 방향(220j)으로 토출된다.

이 때, 제1약액펌프(131)와 제2약액펌프(132)에서 약액을 공급하는 공급압은 서로 다르게 조절될 수 있다. 즉, 약액펌프(131, 132)의 약액 공급압이 높아지면, 토출구(2211, 2212)로부터 토출되는 약액(551, 552)의 토출압이 서로 다르게 조절된다. 이에 따라, 제1토출구(2211)와 제2토출구(2212) 사이의 간격(x)은 슬릿 노즐(100)의 형상에 의해 미리 정해져 있지만, 제2토출구(220)에 도입하는 토출압을 조정하는 것에 의해 간격(x)을 조절하는 효과를 얻을 수 있다. 이를 통해, 약액(551, 552)의 성질 상 간격(x)을 조절해야 할 필요가 있을 경우에, 제2토출구(2212)의 토출압을 조절하는 것에 의해 제1약액(551)에 대한 제2약액(552)의 후행 거리를 조절할 수 있다.

또한, 제2토출구(2212)와 연통되는 제2약액통로(2212p)의 끝단부(2212e)가 경사지게 형성됨에 따라, 제1토출구(2211)와 제2토출구(2212) 사이의 간격(x)은 작게 유지될 수 밖에 없는 경우이더라도, 각각의 약액 통로(2211, 2212)에 약액이 주입되는 입구의 간격(x)을 멀리 이격시킬 수 있게 된다. 따라서, 2개의 토출구(2211, 2212)가 근접 배치됨에도 불구하고, 각각의 약액 통로(2211p, 2212p)에 약액을 공급하는 접속구의 설치가 보다 용이해지며 관리가 편리해지는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

도7에 도시된 슬릿 노즐(220)은 제1토출구(2211)와 제2토출구(2212)가 피처리 기판(G)에 대하여 동일한 높이에 형성되지만, 후행하는 제2토출구(2212)의 끝단부(2212e)가 제1토출구(2211)를 향해 제2약액(552)을 토출(220j)하므로, 먼저 도포된 제1약액(551)을 지긋이 눌러 균일하게 각 셀(80s)에 분산시키는 작용을 행할 수 있다.

제1약액통로(1211p)가 절곡된 형상으로 형성됨에 따라, 약액 공급 펌프(131, 132)로부터 연장된 약액 공급관(131a, 132b)이 슬릿 노즐(221)에 연결되는 연결구의 간격(k)을 짧게 유지하여 슬릿 노즐(221)을 보다 콤팩트한 구조로 형성할 수 있는 잇점도 얻을 수 있다. 이와 유사하게, 도8에 도시된 형태의 슬릿 노즐(221')이 본 발명에 따른 약액 도포 장치에 적용될 수 있다. 도8에 도시된 슬릿 노즐(221')은 제2약액(552)의 제2약액공급통로(2212p')가 절곡되지 않은 형태로 구성된 것이다. 이와 같은 구성을 통해, 약액 공급 펌프(131, 132)로부터 연장된 약액 공급관(131aa, 132b)이 슬릿 노즐(221)에 연결되는 연결구의 간격(k')을 보다 크게 유지할 수 있다. 이는, 연결구의 구조가 큰 경우에 적용될 수 있다.

한편, 도9에 도시된 형태의 슬릿 노즐(121')이 본 발명에 따른 약액 도포 장치에 적용될 수도 있다. 즉, 슬릿 노즐(221)의 제1토출구(1211')에 제1약액(551)이 도포되기 위하여, 제1약액(551)이 유입되어 제1토출구(1211')로 토출되기까지 연결하는 제1약액통로(1211p)가 형성되고, 그 중간에 반원통 형상의 챔버(1211c)가 제1약액통로(1211p) 상에 위치한다. 마찬가지로, 제2약액(552)이 유입되어 제2토출구(1212)로 토출되기까지 연결하는 제2약액통로(1212p)가 형성되고, 그 중간에 반원통 형상의 챔버(1212c)가 제1약액통로(1212p) 상에 위치한다. 이에 따라, 슬릿 노즐(121)이 121d'로 표시된 방향으로 이동하면서 서로 이격된 토출구(1211, 1212)에서 각각 서로 혼합되지 않는 성질의 제1약액(551)과 제2약액(552)을 도포한다.

이와 같이 구성됨으로써, 제2약액(552)이 제1약액(551)을 경사진 방향으로 눌러주는 힘(도5의 552f)이 덜 작용하지만, 제1토출구(1211)와 제2토출구(1212)의 간격(x')을 작게 설정함으로써, 제2약액(552)이 먼저 도포된 제1약액(551)을 지긋이 눌러주어 셀(80s)의 바닥면(82)에 골고루 분산시키는 작용을 행할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 슬릿 노즐 및 약액 도포 장치를 이용한 약액 도포 방법을 상술한다.

단계 1: 기판 스테이지(110)에 약액을 도포할 피처리 기판(G)을 거치시킨다. 피처리 기판(G)은 각 화소를 나타내는 셀(80s)마다 전극(81)이 형성된 것으로 사용된다.

단계 2: 도4에 도시된 바와 같이, 피처리 기판(G)에 대하여 약액 도포부(120)는 슬릿 노즐(121)을 120d로 표시된 방향으로 이동시키면서, 하나의 몸체로 이루어진 슬릿 노즐(121)의 전방에 위치한 제1토출구(1211)로부터 오일로 이루어진 제1약액(551)을 대략 20㎛의 두께(55d1)로 도포하고, 슬릿 노즐(121)의 후방에 위치한 제2토출구(1212)로부터 물 또는 에틸렌 글리콜 계열의 제2약액(552)을 대략 3000㎛의 두께(55d2)로 도포한다.

이 때, 제1토출구(1211)의 끝단부(1211e)는 수직으로 배열되지만, 제2토출구(1212)는 제1토출구(1211)를 향해 경사지게 형성되고 제1토출구(1211)와 x, y1로 표시된 거리만큼 전후 상하 방향으로 이격 위치하므로, 제1토출구(1211)로부터 토출되는 제1약액(551)과 제2토출구(1212)로부터 토출되는 제2약액(552)은 상호 섞이지 않으면서, 제2토출구(1212)로부터 토출되는 제2약액(552)에 의해 제1약액(551)이 눌려 각 셀(80s)에 균일하게 퍼지고, 균일하게 퍼진 상태를 유지하게 된다.

따라서, 제1약액(551)은 각 셀(80s)마다 형성된 전극(81)에 신뢰성있게 접촉하여 그 접촉 상태를 그대로 유지할 수 있게 되며, 제2약액(552)이 도포됨에 따라 상기와 같이 약액(55)이 도포된 피처리 기판(G)을 이용하여 디스플레이 패널을 제작하면 보다 균일한 시야각이 구현되는 잇점이 얻어진다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100: 약액 도포 장치 110: 기판 스테이지
120: 약액 도포부 121, 121', 221, 221': 슬릿 노즐
1211, 2211: 제1토출구 1212, 2212: 제2토출구
551: 제1약액 552: 제2약액
G: 피처리 기판

Claims

피처리 기판에 대하여 상대 이동하면서 약액을 토출하여 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 슬릿 노즐에 있어서,
상기 슬릿 노즐의 상대 이동 방향의 전방에 위치하여 제1약액을 토출하는 슬릿 형태의 제1토출구와;
상기 제1토출구보다 후방에 이격되게 위치하여 상기 제1약액과 혼합되지 않는 성질의 제2약액을 토출하는 슬릿 형태의 제2토출구를 구비하여,
상기 슬릿 노즐이 상기 피처리 기판에 대하여 상대 이동하는 것에 의하여 상기 피처리 기판의 표면에 상기 제1약액과 상기 제2약액이 적층된 형태로 도포하는 것을 특징으로 하는 슬릿 노즐.
제 1항에 있어서,
상기 제2토출구의 끝단부는 상기 제1토출구를 향하여 경사지게 형성되어, 제2약액을 제1토출구를 향하여 경사진 방향으로 토출하는 것을 특징으로 하는 슬릿 노즐.
제 2항에 있어서,
상기 제2토출구는 상기 제1토출구보다 상기 피처리 기판으로부터 멀리 이격된 상측에 위치한 것을 특징으로 하는 슬릿 노즐.
제 2항에 있어서,
상기 슬릿 노즐 내에서 상기 제1약액을 상기 제1토출구로 공급하는 제1약액통로의 끝단부는 경사지게 구성되되, 상기 제2토출구의 끝단부가 상기 제1토출구의 끝단부에 비하여 보다 큰 경사도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 슬릿 노즐.
제 2항에 있어서,
상기 제1약액통로의 끝단부는 수직으로 배열되고, 상기 제2약액통로의 끝단부는 상기 제1토출구를 향하여 경사지게 배열된 것을 특징으로 하는 슬릿 노즐.
제 2항에 있어서,
상기 제1토출구에 상기 제1약액을 토출하는 제1토출압과, 상기 제2토출구에 상기 제2약액을 토출하는 제2토출압은 서로 다르게 조절되는 것을 특징으로 하는 슬릿 노즐.
제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1토출구와 상기 제2토출구는 상기 슬릿 노즐의 이동 방향으로 1㎛ 내지 1000mm만큼 이격 배치된 것을 특징으로 하는 슬릿 노즐.
피처리 기판을 상측에 위치시키는 기판 스테이지와;
상기 피처리 기판에 대하여 상대 이동하면서 상기 피처리 기판의 표면에 제1약액과 제2약액을 상기 피처리 기판의 표면에 적층 형태로 도포하는 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 슬릿 노즐을;
포함하여 구성된 약액 도포 장치.
피처리 기판에 약액을 도포하는 방법으로서,
기판 스테이지에 피처리 기판을 거치시키는 기판 거치 단계와;
상기 피처리 기판의 표면에 제1약액을 도포하는 제1토출구와 제2약액을 도포하는 제2토출구가 하나의 몸체에 구비된 슬릿 노즐을 이동하면서 상기 제1약액과 상기 제2약액이 피처리 기판에 도포하는 약액 도포 단계를;
포함하는 약액 도포 방법.
제 9항에 있어서, 상기 약액 도포 단계는,
상기 피처리 기판의 표면에 제1약액을 도포하고, 상기 제1약액이 도포되는 방향으로 경사지게 제2약액을 상기 제1약액 위에 적층하여 도포하는 것을 특징으로 하는 약액 도포 방법.
제 10항에 있어서, 상기 약액 도포 단계는,
상기 제2약액이 토출되는 제2토출구는 상기 제1약액이 토출되는 제1토출구 에 비하여 상기 피처리 기판으로부터 상측으로 멀리 이격되게 위치한 하나의 몸체로 이루어진 슬릿 노즐을 상기 피처리 기판에 대해 상대 이동시키면서 행해지는 것을 특징으로 하는 약액 도포 방법.
제 10항에 있어서, 상기 약액 도포 단계는,
상기 제2약액은 상기 제1약액보다 더 두껍게 도포되는 것을 특징으로 하는 약액 도포 방법.