KR20130057654A - 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치에 관한 것으로, 마스크를 예열하는 예열로와, 상기 예열로에서 예열된 상기 마스크가 침지되어 세정처리되는 용융 NaOH를 수용하는 처리조와, 상기 처리조에서 처리된 상기 마스크를 냉각시키는 냉각로와, 상기 냉각로에서 냉각된 상기 마스크를 수평방향으로 이송하는 이송부와, 상기 이송부에 의해 이송되는 마스크에 세정수를 분사하여 고체 NaOH를 세정하는 세정부를 포함한다. 본 발명은 용융온도가 318℃인 고체 NaOH를 용융시키고, 그 용융된 고체 NaOH에 마스크를 침지시켜, 상기 318℃ 이상의 온도에서 마스크에 잔류하는 유기물을 융해 또는 연소시켜 제거하는 처리조를 구성하여 마스크의 세정시간을 단축할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 용융 NaOH로 마스크를 세정하되, 마스크를 구성하는 프레임부의 손상을 방지하며, 마스크의 이동거리를 최소화함으로써, 공정의 안정성과 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기발광 표시소자 증착용 마스크를 고온의 용융 NaOH로 세정하는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판디스플레이 장치의 종류는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Luminescent Emission Diode, 이하 유기발광 표시소자), VFD(Vacuum Fluorescent Display)로 크게 분류할 수 있다.
상기 LCD와 PDP의 제조는 일반적인 반도체 제조공정과 같이 포토리소그래피 기술을 사용하여 박막의 증착 후 소정 형상의 패턴을 형성하여, 디스플레이를 구현하는 소자들을 제조하게 된다.
콘트라스트 비(Contrast Ratio)와 응답 속도(response time) 등의 표시 특성이 우수하며, 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)의 구현이 용이하여 가장 이상적인 차세대 디스플레이로 주목받고 있는 유기발광 표시소자는 다른 평판 디스플레이와는 다른 공정방법을 사용하여 제조하고 있다.
상기 유기발광 표시소자는 다수의 화소 영역이 매트릭스 형태로 배열되어 구성되며, 각각의 화소 영역에는 각 화소를 구동하기 위한 구동 소자와 같은 마이크로 패턴이 형성되어져 있다.
이때, 빛을 발광하는 유기 발광층의 경우, 내화학성이 취약한 유기 물질로 이루어지기 때문에 종래와 같은 노광 및 식각을 이용하는 포토리소그래피 방법이 아닌 유기 물질을 기화시킨 후, 유기발광 표시소자 증착용 마스크를 이용하여 선택적으로 기판에 증착하여 형성한다.
이와 같은 증착 과정에서 기판을 선택적으로 스크리닝(screening)하는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 표면에도 유기 물질이 증착되기 때문에, 일정한 공정 횟수가 지난 이후에는 유기발광 표시소자 증착용 마스크를 세정하는 것이 필수적으로 요구되어 진다.
이와 같이 유기발광 표시소자 증착용 마스크를 세정하기 위한 방법으로, 공개특허 10-2009-0073455호(2009년 7월 3일 공개, 이하 선행특허)와 같이 여러 가지 복합적인 화합물을 사용하여 유기발광 표시소자 증착용 마스크를 세정하는 방법이 제안되었다.
상기 선행특허에서는 세정액으로 Polyosyethylene Alkyl PhenylEther, Alkyl Benzene Sulfonate, Potassium Hydroxide, Ethylenediamin Thtraaccetic Acid Tetrasodium Sait, 초순수(Deionized Water)를 사용하며, 그 세정액이 담긴 침지조에 마스크를 침지(Deeping)시켜 그 마스크 표면의 유기물과 상기 세정액의 화학적 작용을 통해 유기물을 슬러지 형태로 제거하게 된다.
이때 사용되는 온도는 40 내지 60℃로 기재하고 있으며, 세정력을 향상시키기 위하여 초음파를 통해 그 세정력을 향상시키려 노력하고 있다.
상기 선행특허의 발명의 상세한 설명에도 기재된 바와 같이 유기발광 표시소자를 세정액을 사용하는 화학적 방법과 초음파 진동의 물리적인 방법을 함께 사용할 경우 유기물의 제거에 10분이 소요되며, 추가적인 검사를 통해 유기물이 잔류하는 경우에는 9분 동안 다시 세정을 해야하기 때문에 세정공정에 소요되는 시간이 매우 길다.
상기 유기발광 표시소자 증착용 마스크는 유기발광 표시소자의 증착에 반드시 필요한 것이며, 그 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정시간이 많이 소요되는 경우에는 여분의 마스크를 대량으로 준비해야 하기 때문에 충분한 적재공간을 가져야 하며, 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.
또한 마스크가 동일한 수로 준비된 상태에서는 마스크의 세정시간 단축은 곧 생산성의 향상으로 이어질 수 있으나, 종래 마스크 세정방법은 적어도 10분 이상이 소요되기 때문에 생산성의 향상 차원에서 마스크 세정시간의 단축이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 표면의 유기물을 보다 빠르고 효과적으로 세정할 수 있는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치를 제공함에 있다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 고온의 용융 NaOH를 사용하여 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 표면 유기물을 연소 또는 용융시켜 제거하되, 마스크의 이동거리를 최소화하여 공정의 효율성을 높일 수 있는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치를 제공함에 있다.
아울러 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 고온의 용융 NaOH를 사용하여 마스크의 유기물을 세정하되, 에너지 소비량을 최소화하여 비용을 절감할 수 있는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치는, 마스크를 예열하는 예열로와, 상기 예열로에서 예열된 상기 마스크가 침지되어 세정처리되는 용융 NaOH를 수용하는 처리조와, 상기 처리조에서 처리된 상기 마스크를 냉각시키는 냉각로와, 상기 냉각로에서 냉각된 상기 마스크를 수평방향으로 이송하는 이송부와, 상기 이송부에 의해 이송되는 마스크에 세정수를 분사하여 고체 NaOH를 세정하는 세정부를 포함한다.
본 발명은 용융온도가 318℃인 고체 NaOH를 용융시키고, 그 용융된 고체 NaOH에 마스크를 침지시켜, 상기 318℃ 이상의 온도에서 마스크에 잔류하는 유기물을 융해 또는 연소시켜 제거하는 처리조를 구성하여 마스크의 세정시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 용융 NaOH로 마스크를 세정하되, 마스크를 구성하는 프레임부의 손상을 방지하며, 마스크의 이동거리를 최소화함으로써, 공정의 안정성과 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명은 용융 NaOH로 마스크를 세정하는 처리조의 복사열을 이용하여 마스크를 예열함으로써, 고온의 용융 NaOH를 사용하기 위하여 지속적으로 공급하는 에너지의 소비량을 줄여 유지 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기발광 표시소자 증착용 마스크 세정장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에서 세정부의 일실시 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시소자 증착용 마스크 세정장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에서 세정부의 일실시 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시소자 증착용 마스크 세정장치의 구성도이다.
이하, 본 발명 유기발광 표시소자 증착용 마스크 세정장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기발광 표시소자 증착용 마스크 세정장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기발광 표시소자 증착용 마스크 세정장치는, 예열플레이트(11)를 구비하여 장입된 마스크(1)를 예열하는 예열로(10)와, 상기 예열로(10)에서 예열된 마스크(1)가 로봇에 의해 이송되어, 용융 NaOH에 침지되어, 그 마스크(1)의 표면의 유기물이 제거되도록 하는 처리조(20)와, 냉각플레이트(31)를 구비하여 상기 처리조(20)에서 처리된 상기 마스크(1)가 장입되면 냉각시키는 냉각로(30)와, 상기 냉각로(30)에서 냉각된 마스크(1)를 이송하는 이송부(40)와, 상기 이송부(40)를 통해 이송되는 마스크(1)에 세정수를 분사하여 그 마스크(1)의 표면에 잔류하는 고체 NaOH를 세정하는 세정부(50)와, 상기 세정부(50)에서 세정된 마스크(1)에 건조공기를 분사하여 건조시키는 건조부(60)를 포함하여 구성된다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기발광 표시소자 증착용 마스크 세정장치의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.
먼저, 예열로(10)에는 예열플레이트(11)가 지면과 평행하게 배치되어 있으며, 로봇아암(도시되지 않음)에 의해 마스크(1)가 그 예열플레이트(11) 상에 장입된다.
상기 마스크(1)의 구조는 외각에 윈도우형 금속재 프레임부가 마련되어 있으며, 그 프레임부의 안쪽에 위치하는 스크린부를 포함하여 구성된다. 상기 마스크(1)는 지그(도면 미도시)에 고정되어, 지그와 함께 이송될 수 있고, 마스크(1) 단독으로 이송될 수 있다.
상기 예열로(10)에 장입된 마스크(1)는 상기 예열플레이트(11)에 의해 150 내지 200℃의 온도로 예열된다. 상기 예열로(10)에서 마스크(1)를 세정전에 예열하는 이유는 마스크(1)를 구성하는 금속재가 상온에서 고온의 용융 NaOH로 직접 침지되는 경우 급격한 온도 변화에 따라 손상될 수 있기 때문이다.
통상 마스크(1)의 프레임부의 재질은 SUS420이며, 이 재질은 400℃ 이상에서 열손상이 시작되어, 열변형이 일어날 수 있는 것으로 알려져 있다.
그 다음, 상기 로봇아암에 의하여 상기 예열로(10)에서 예열된 마스크(1)는 처리조(20)로 이송된다.
상기 처리조(20)에는 히터(21)가 마련되어 있어, 투입된 고체 NaOH를 용융시키거나, 용융 NaOH를 공급받아 저장한 상태에서 그 NaOH를 고체화를 방지할 수 있게 된다.
상기 고체 NaOH의 용융 온도는 318℃이며, 상기 처리조(20)는 용융된 NaOH가 고체화되지 않도록 함과 아울러 고온에서 유기물을 융해 또는 연소시킬 수 있도록 340 내지 4000℃의 온도로 유지한다. 또한 이 온도에서는 NaOH가 기화되지 않는다.
상기 처리조(20)로 이동된 마스크(1)는 상기 용융 NaOH에 침지된다. 이때의 침지시간은 1 내지 2분이 적당하며, 상기 용융 NaOH가 340 내지 400℃의 온도로 유지되고 있는 상태에서 상기 마스크(1)의 표면에 잔류하는 유기물은 그 종류에 따라 연소되거나, 융해되어 제거된다.
즉, 종래에는 마스크(1)의 유기물 제거를 화학물의 화학반응을 이용하였으나, 본 발명에서는 높은 용융 온도 및 기화 온도를 가지는 NaOH를 용융시켜 그 용융 NaOH의 온도를 이용하여 유기물을 제거하는 방식을 사용하여, 보다 빠른 세정공정의 진행이 가능하게 된다.
이와 같은 세정이 완료된 후에, 다시 로봇아암에 의해 상기 처리조(20)의 외부로 인출된 마스크(1)는 냉각로(30)에 장입된다.
상기 냉각로(30)의 내에는 냉각플레이트(31)가 마련되어 있으며, 그 냉각플레이트(31) 상에 마스크(1)를 두어 그 냉각플레이트(31)에 의하여 마스크(1)의 온도를 낮추게 된다.
이때 냉각온도는 100℃ 미만인 것이 바람직하다. 이 냉각온도는 이후에 설명될 세정부(50)의 작용과 관련이 있다.
상기 냉각플레이트(31)는 냉각수가 흐르는 냉각관과 열교환되는 금속판 일 수 있으며, 이 냉각플레이트(31)에서 냉각되는 마스크(1)의 표면에는 이전의 처리조(20)에서 마스크(1) 표면에 잔류하는 용융 NaOH가 고체화되어 잔류하게 된다.
상기 냉각된 마스크(1)는 로봇 아암에 의해 다시 냉각로(30) 외부로 인출되어 이송부(40)에 로딩 된다.
상기 이송부(40)는 일반적인 컨베이어를 사용할 수 있으나, 이송부(40)를 통해 이송되는 동안 전체가 세정될 수 있도록 메쉬망 컨베이어를 사용하거나, 롤러가 결합된 다수의 이송축을 사용하여 구성할 수 있다.
상기 이송부(40)를 통해 이송되는 마스크(1)의 전면에는 세정부(50)의 세정수가 분사되어, 마스크(1) 표면에 잔류하는 고체 Na0H를 모두 제거할 수 있게 된다.
도 2는 세정부(50)의 일실시 구성도이다.
도 2를 참조하면 상기 세정부(50)는, 70 내지 80℃로 가열된 세정수를 상기 이송부(40)를 통해 이송되는 마스크(1)의 상면과 하면에 분사하는 한 쌍의 제1슬릿노즐(51)과, 상기 한 쌍의 제1슬릿노즐(51)의 후단에 위치하여 상기 마스크(1)에 상온의 세정수를 분사하는 한 쌍의 제2슬릿노즐(52)을 포함하여 구성된다.
도 2에서 상기 이송부(40)는 앞서 설명된 롤러가 결합된 다수의 이송축을 사용하여 마스크(1)를 이송하는 것으로 도시하였다.
상기 세정부(50)는 제1슬릿노즐(51)을 통해 상기 마스크(1)의 온도와 유사한 정도로 가열된 세정수를 마스크(1)의 상면과 하면에 분사한다. 이때 상기 마스크(1)가 냉각로(30)에서 냉각된 상태가 아닌 경우에는 그 마스크(1) 자체의 온도가 높아 분사된 세정수가 기화되어 또 다른 오염원이나 작업자의 인체에 유해를 가하는 요소가 될 수 있다.
상기 제1슬릿노즐(51)을 통해 분사되는 가열된 세정수에 의하여 물에 비교적 쉽게 용해되는 고체 NaOH가 세정되며, 제2슬릿노즐(51)에서 분사되는 상온의 세정수를 통해 마스크(1)를 다시 세정함과 아울러 마스크(1)를 상온으로 냉각시키게 된다.
또한 상기의 예에서는 가열된 세정수를 분사하는 제1슬릿노즐(51)과 상온의 세정수를 분사하는 제2슬릿노즐(52)을 각각 한 쌍씩 도시하고 설명하였으나, 각각 다수의 제1슬릿노즐(51)과 제2슬릿노즐(52)을 교번하여 다수로 배치할 수 있다.
그 다음, 상기 세정부(50)의 후단에 위치하는 건조부(60)를 지나면서 상기 세정수로 세정된 마스크(1)가 건조된다.
상기 건조부(60)는 정화된 건조공기(Clean Dry Air)를 분사하는 한 쌍의 에어나이프를 상기 이송부(40)에 의해 이송되는 마스크(1)의 상부와 하부에 각각 배치하여 상기 세정부(50)에 의해 세정된 마스크(1)를 건조시킨다.
이처럼 본 발명은 종래 화학적인 반응으로 마스크(1) 표면의 유기물을 세정하던 방식에 비하여, 용융점과 기화점이 높은 NaOH를 용융시켜, 그 용융 NaOH의 열로 유기물을 제거하여 마스크 세정시간을 단축할 수 있게 된다. 또한 로봇아암의 구동이 상대적으로 시간이 많이 소요되는 것을 고려하여, 로봇아암에 의해 마스크(1)가 이송되는 구간을 한정하고, 그 이후에는 이송부(40)를 통해 이송되면서 고체 NaOH의 세정과 건조를 수행하여 마스크(1)의 세정공정시간을 더욱 단축할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시소자 증착용 마스크 세정장치의 구성도이다.
도 3을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시소자 증착용 마스크 세정장치는, 상기 도 1을 참조하여 설명한 구성에서 예열로(10)를 처리조(20)의 상부에 배치하고, 그 예열로(10)의 상부에 냉각로(30)를 배치한 구조이다.
이와 같은 배치상태에서 상기 예열로(10)는 고온의 용융 NaOH를 수용하며, 히터(21)에 의해 가열되는 처리조(20)의 복사열에 의해 별도의 예열플레이트를 사용하지 않고도 마스크(1)의 예열이 가능하게 된다.
따라서 상기 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 비해서 에너지의 사용효율을 높일 수 있어, 유지비용을 줄일 수 있게 된다.
또한 도면에 도시하지는 않았으나, 풋프린트를 줄여 로봇아암의 이동경로를 획기적으로 줄여 공정시간을 더욱 단축할 수 있으며, 장치가 점유하는 공간도 줄일 수 있는 장점이 있다.
이 외에 이송부(40), 세정부(50) 및 건조부(60)의 구성은 앞선 실시예에서 충분히 설명되었으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
1:마스크 10:예열로
11:예열플레이트 20:처리조
21:히터 30:냉각로
31:냉각플레이트 40:이송부
50:세정부 51:제1슬릿노즐
52:제2슬릿노즐 60:건조부
11:예열플레이트 20:처리조
21:히터 30:냉각로
31:냉각플레이트 40:이송부
50:세정부 51:제1슬릿노즐
52:제2슬릿노즐 60:건조부
Claims (11)
- 마스크를 예열하는 예열로;
상기 예열로에서 예열된 상기 마스크가 침지되어 세정처리되는 용융 NaOH를 수용하는 처리조;
상기 처리조에서 처리된 상기 마스크를 냉각시키는 냉각로;
상기 냉각로에서 냉각된 상기 마스크를 수평방향으로 이송하는 이송부; 및
상기 이송부에 의해 이송되는 마스크에 세정수를 분사하여 고체 NaOH를 세정하는 세정부를 포함하는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 예열로는,
상기 마스크를 150 내지 200℃로 예열하는 예열플레이트를 포함하는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 예열로는,
상기 처리조와 접하게 배치되어 상기 처리조의 열에 의해 상기 마스크를 150 내지 200℃로 가열하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 예열로와 상기 처리조는,
상기 처리조의 상부에 상기 예열로가 위치하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 예열로와 상기 처리조 및 상기 냉각로는,
상기 처리조, 상기 예열로, 상기 냉각로 순으로 적층되어 배치되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치.
- 제1항 내지 제5항 중 한 항에 있어서,
상기 이송부는,
메쉬망 컨베이어 또는 각각 일방향으로 회전하면서 상기 마스크를 이송하는 다수의 이송축인 것을 특징으로 하는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치.
- 제1항 내지 제5항 중 한 항에 있어서,
상기 세정부는,
상기 이송부를 통해 이송되는 상기 마스크에 70 내지 80℃로 가열된 세정수를 분사하는 제1슬릿노즐과, 상기 제1슬릿노즐의 후단에서 상기 마스크에 상온의 세정수를 분사하는 제2슬릿노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치.
- 제7항에 있어서,
상기 세정부는,
상기 제1슬릿노즐과 상기 제2슬릿노즐이 교번하여 복수로 배치되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리조는,
상기 용융 NaOH를 340 내지 400℃로 유지하는 히터를 포함하는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리조의 용융 NaOH에 침지되는 상기 마스크의 침지시간은 1 내지 2분인 것을 특징으로 하는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정부에서 세정된 상기 마스크에 정화된 건조공기를 분사하여 건조하는 건조부를 더 포함하는 유기발광 표시소자 증착용 마스크의 세정장치.
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