KR20150077842A - 표시소자용 큐어링 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 표시소자용 큐어링 장치는 내부 챔버 내에 설치되어 다수의 히터 케이스들로 이뤄진 히트 플레이트;및 연결 덕트들을 통해 상기 히터 케이스들에 연결되며, 상기 히터 케이스들에 구동 전원을 공급하는 파워 케이블들을 구비하고; 상기 히트 케이스들의 개수는, 상기 히트 플레이트에서 개별적으로 온도 제어가 가능한 영역으로 정의되는 히팅 존의 개수보다 작고; 상기 파워 케이블들은 상기 내부 챔버 안에서 비 노출된다.

Description

표시소자용 큐어링 장치{CURING DEVICE FOR A DISPLAY DEVICE}
본 발명은 플렉시블 디스플레이의 플라스틱 기판을 형성하는 데 사용되는 표시소자용 큐어링 장치에 관한 것이다.
핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수있는 경박단소용의 평판표시소자(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 증대되고 있다. 이러한 평판표시소자로는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(ORGANIC LIGHT EMITTING DEIVCE), PDP(Plasma Display Panel), 전기영동 표시소자{ELECTROPHORETIC DISPLAY DEVICE} 등이 있으며, 특히 최근에는 OLED를 포함한 플렉시블 디스플레이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
플렉시블 디스플레이는 기존의 유리 기판 대신에 유연한 플라스틱 필름인 폴리 이미드(Poly imide, PI)를 사용하여 휘는 게 특징인 디스플레이이다. 현재 플렉시블 디스플레이를 제조하는 공정에는 플라스틱 필름이 고온을 견디지 못하기 때문에 일반적인 OLED 공정에 PI 코팅 공정과 PI 경화 공정 등이 추가된다. 즉, 플렉시블 디스플레이 제조 공정은 글래스 위에 폴리이미드(PI) 용액을 코팅하는 공정->PI 열경화 공정->TFT 형성 공정->OLED 증착 공정 -> 봉지 공정->글래스 제거 공정 순으로 행해진다.
이 중에서 플라스틱 기판을 형성하기 위한 PI 열경화 공정에는 표시소자용 큐어링 장치가 이용된다. 표시소자용 큐어링 장치는 플렉서블 디스플레이 제작 공정에서 유리기판을 대체하기 위한 플라스틱 필름인 플리이미드(PI)를 경화하기 위한 필수적인 장비이다. 이러한 표시소자용 큐어링 장치에서 문제가 되는 것을 크게 2가지이다.
첫째, 표시소자용 큐어링 장치는 400~450℃ 정도의 큐어링 공정을 수행해야 하기 때문에 열적 변형으로 인해 큐어링 장치 내의 구성 부재들 간에 갈림, 마찰 등이 생기기 쉽고, 경우에 따라서는 부식 및 열화가 커지기도 한다. 그에 따라 종래 표시소자용 큐어링 장치에서는 원하지 않는 이물이 많이 생겼다.
둘째, 표시소자용 큐어링 장치는 챔버, 챔버의 출입구에 설치된 셔터를 포함한다. 챔버에는 열선으로 이뤄진 복수의 히터들이 설치되어 챔버 내부의 온도를 상승시킨다. 셔터는 기판이 챔버로 유입된 다음 챔버의 출입구를 외부로부터 차단하여 챔버 내부의 온도가 외부 찬공기에 의해 떨어지는 것을 방지한다. 표시소자용 큐어링 장치에서 챔버 내부의 온도는 경화 공정 중에 균일하게 유지되어야 한다. 하지만, 종래 표시소자용 큐어링 장치에서는 히터들이 장착된 히터 케이스들간 갭, 히터 내 열선의 불균일한 배치, 셔터부와 배기부 등에서의 열 손실 등으로 인해 챔버 내부의 온도를 균일하게 유지시키는 것이 어려웠다.
따라서, 본 발명의 목적은 이물 발생을 최소화할 수 있도록 한 표시소자용 큐어링 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 온도 균일성을 확보할 수 있도록 한 표시소자용 큐어링 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 표시소자용 큐어링 장치는 내부 챔버 내에 설치되어 다수의 히터 케이스들로 이뤄진 히트 플레이트;및 연결 덕트들을 통해 상기 히터 케이스들에 연결되며, 상기 히터 케이스들에 구동 전원을 공급하는 파워 케이블들을 구비하고; 상기 히트 케이스들의 개수는, 상기 히트 플레이트에서 개별적으로 온도 제어가 가능한 영역으로 정의되는 히팅 존의 개수보다 작고; 상기 파워 케이블들은 상기 내부 챔버 안에서 비 노출된다.
상기 연결 덕트들은 상기 히터 케이스들 각각의 양 측면에 접합되며, 상기 파워 케이블들이 인입되는 상기 연결 덕트들의 입구는 상기 내부 챔버 바깥의 외부 챔버 내에 위치한다.
상기 파워 케이블들은 상기 연결 덕트들의 입구에 형성된 히터 단자에 의해 고정된다.
상기 연결 덕트들은 상기 히터 케이스들 각각의 양 측면에 용접을 통해 접합된다.
상기 히터 케이스들 위에는 피처리 기판이 안착된 세터가 지지바에 의해 지지하며, 상기 지지바는 상기 기판이 높여진 프로세서 영역 바깥에 위치한다.
상기 히터 케이스들 각각의 배면은 상기 히터 케이스들의 양측에 설치된 다수의 지지 브라켓들에 의해 지지되며, 상기 지지 브라켓들은 각각은, 상기 히터 케이스들을 지지하기 위한 지지핀과, 상기 지지핀을 수납하여 상기 지지핀에 의해 생성된 이물의 확산을 방지하는 이물 확산 방지컵을 포함한다.
상기 지지 브라켓들은 상기 프로세서 영역 바깥에 위치한다.
상기 히터 케이스들 각각은, 히터들을 수납하며 캡 너트가 용접된 하부 케이스; 및 상기 캡 너트에 삽입되는 볼트를 통해 상기 하부 케이스에 나사 체결되어 상기 히터들을 덮는 상부 케이스를 구비하고; 상기 상부 케이스와 상기 하부 케이스 사이에는 이들 간의 접촉 면적을 최소화하기 위한 스페이서가 개재된다.
상기 상부 케이스, 상기 하부 케이스, 상기 캡 너트, 상기 볼트는 저 탄소강 재질로 형성된다.
상기 히터들 각각은, 상기 구동 전원에 의한 전기 에너지를 열 에너지로 변환하는 열선들; 및 상기 열선들을 감쌈으로써 상기 열선들을 서로 절연시키는 다수의 절연벌크들을 구비하고; 상기 절연벌크들은 열팽창을 고려하여 이웃한 것끼리 서로 소정 간격씩 이격된다.
상기 파워 케이블은 동축 케이블과, 상기 동축 케이블을 감싸는 절연체를 포함하고; 상기 절연벌크들 및 상기 절연체는 순도 90% 이상의 금속을 2400Mpa 이상의 압력으로 압축 성형한 것으로 선택된다.
상기 히터 케이스들은 열팽창을 고려하여 이웃한 것끼리 서로 소정 간격씩 이격된다.
상기 히터 케이스들 각각은 그 내부에 위치된 다수의 히터들을 포함하고, 상기 히터들 각각에 포함된 열선들은 서로 균등 간격으로 배치된다.
상기 열선들은, "ㄴ"자 형태로 형성되는 제1 보조 열선; "ㄱ"자 형태로 형성되며, 대각선을 기준으로 상기 제1 보조 열선과 선대칭되는 제2 보조 열선; 및 상기 제1 보조 열선과 상기 제2 보조 열선에 의해 둘러싸인 영역 안에서 "ㄹ"자 형태로 절곡되며 연장되는 주 열선을 구비하고; 상기 제1 보조 열선과 상기 주 열선 사이의 간격, 상기 제2 보조 열선과 상기 주 열선 사이의 간격, 및 절곡되어 이웃하는 상기 주 열선 사이의 간격이 모두 동일하다.
상기 히터 케이스들 각각은 자신에게 포함된 히터들에 상응하는 개수만큼 히팅 존을 갖는다.
상기 히터 케이스들 각각은 센터부, 상기 센터부의 좌측에 배치된 제1 에지부, 및 상기 센터부의 우측에 배치된 제2 에지부를 포함하고; 제1 히터를 포함하는 상기 센터부의 상측은 제1 히팅 존이 되고, 제2 히터를 포함하는 상기 센터부의 하측은 제2 히팅 존이 되며, 제3 히터를 포함하는 상기 제1 에지부는 제3 히팅 존이 되고, 제4 히터를 포함하는 상기 제2 에지부는 제4 히팅 존이 되며; 상기 제1 내지 제4 히터는 상기 파워 케이블들에 개별적으로 연결되고, 상기 제1 내지 제4 히터의 발열 온도는 개별적으로 제어된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 표시소자용 큐어링 장치에 최적화되도록 히터 플레이트와 관련 기구물 등의 구조, 형상, 재질을 변경함으로써 이물 발생을 최소화하고, 온도 균일도를 용이하게 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 챔버 내에 적층된 다수의 공정 슬롯들을 보여주는 도면.
도 3a는 종래 표시소자용 큐어링 장치에서 파워 케이블들이 내부 챔버 안에서 노출되는 것을 보여주는 도면.
도 3b는 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서 파워 케이블들이 내부 챔버 안에서 비 노출되는 것을 보여주는 도면.
도 4는 외부 챔버에서 인입되는 파워 케이블들을 내부 챔버의 히터들에 연결하는 연결 덕트들을 보여주는 도면.
도 5a는 종래 표시소자용 큐어링 장치에서 히터 케이스들을 지지하는 지지 프레임과 지지핀들을 보여주는 도면.
도 5b는 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서 히터 케이스들을 지지하는 지지 브라켓을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서 히터 케이스의 체결 구조를 보여주는 도면.
도 7a는 종래 표시소자용 큐어링 장치에 포함되는 히터의 구조를 보여주는 도면.
도 7b는 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에 포함되는 히터의 구조를 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에 포함되는 파워 케이블의 구조를 보여주는 도면.
도 9a는 종래 표시소자용 큐어링 장치에서 세터에 안착된 피처리 기판이 프로세서 영역 내에 배치된 지지바들에 의해 히터 케이스들 상에 위치되는 것을 보여주는 도면.
도 9b는 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서 세터에 안착된 피처리 기판이 프로세서 영역 바깥에 배치된 지지바들에 의해 히터 케이스들 상에 위치되는 것을 보여주는 도면.
도 10a는 종래 표시소자용 큐어링 장치에서 온도 균일도가 떨어지는 것을 보여주는 도면.
도 10b는 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서 온도 균일도를 높이기 위한 열선의 배치 구조를 보여주는 도면.
도 11은 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서 온도 균일도를 높이기 위해 각 히터 케이스에서 다수의 히팅 존을 설정하는 예를 보여주는 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
아래에서 설명할 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치는 플라스틱 기판을 형성하기 위한 PI 열경화 공정에만 사용되는 것이 아니라, Oxide TFT 제조 공정에도 사용될 수 있고, 또한 LTPS 공정에도 사용될 수 있다. 본 발명의 기술적 사상은 표시소자를 제조하는 데 있어 고온 열처리를 행하는 모든 오븐 장비에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치를 개략적으로 보여준다. 그리고, 도 2는 챔버 내에 적층된 다수의 공정 슬롯들을 보여준다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치는 다수의 공정 슬롯들(10)이 위치하는 내부 챔버(100), 내부 챔버(100)의 바깥에 위치하는 외부 챔버(200), 챔버들(100,200)이 형성된 메인 프레임(20), 및 메인 프레임(20)을 지지하는 지지 프레임(30)을 구비한다.
공정 슬롯들(10)은 배치 타입(Batch Type)에 따라 내부 챔버(100) 안에서 적층 구조를 이룬다. 공정 슬롯들(10) 각각에는 열원인 히터들을 포함하는 히터 플레이트(12)와 열처리 공정의 대상이 되는 피처리 기판(14)이 구비된다. 피처리 기판은 PI가 코팅된 유리 기판일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 히터들은 파워 케이블(50)을 통해 구동 전원을 인가받아 전기 에너지를 열 에너지로 변환한다.
내부 챔버(100)는 열처리 공정이 실질적으로 이뤄지는 곳으로, 공정 슬롯들(10)에 배치된 피처리 기판(14)의 크기에 대응하여 프로세서 영역을 갖는다.
외부 챔버(200)는 내부 챔버(100)를 둘러싼다. 외부 챔버(200)에는 피처리 기판의 반출입을 위한 셔터(미도시)가 형성될 수 있다. 그리고, 외부 챔버(200)에는 상부 배기, 측면 배기 등을 위한 배기부가 더 형성될 수 있다.
메인 프레임(20)에는 공정 중에 발생하는 가스를 배출하기 위해 질소 노즐이 포함될 수 있다.
이러한 표시소자용 큐어링 장치의 핵심 기능 중의 하나는 이물 제어 성능을 확보하는 것이다. 400~450℃ 정도의 큐어링 공정하에서는 열적 변형으로 인해 큐어링 장치 내의 구성 부재들 간에 갈림, 마찰 등이 생기기 쉽고, 경우에 따라서는 부식 및 열화가 커지기도 한다. 따라서, 이물 제어 성능을 확보하기 위해서는 프로세서가 진행되는 내부 챔버(100) 내의 구조를 최적화, 단순화하고, 내부 챔버(100)에 속하는 구성 부재들의 재질을 열적 변형에 강한 것으로 선택하는 등 여러 가지 조치가 필요하다.
아울러, 표시소자용 큐어링 장치에서는 프로세서 영역에서 온도 균일도를 확보하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해서는 히터들이 장착된 히터 케이스들간 갭을 최소로 하고, 히터 내 열선 배치를 균일하게 하며, 셔터부와 배기부 등의 위치를 고려한 히팅 존 설정 등 여러 조치가 요구된다.
이하에서는, 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에 있어, 이물 발생을 최소화할 수 있는 제1 방안들과, 온도 균일성을 확보할 수 있는 제2 방안들을 순차적으로 제시한다.
먼저, 도 3a 내지 도 9를 결부하여 이물 발생을 최소화할 수 있는 제1 방안들을 설명한다.
도 3a는 종래 표시소자용 큐어링 장치에서 파워 케이블들이 내부 챔버 안에서 노출되는 것을 보여준다. 도 3b는 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서 파워 케이블들이 내부 챔버 안에서 비 노출되는 것을 보여준다. 그리고, 도 4는 외부 챔버에서 인입되는 파워 케이블들을 내부 챔버의 히터들에 연결하는 연결 덕트들을 보여준다.
종래 표시소자용 큐어링 장치에서는 도 3a와 같이 히트 플레이트를 구성하는 12개의 히터 케이스들이 내부 챔버(100) 내에 배치되고, 각 히터 케이스는 개별적으로 구동 전원을 공급받는다. 히터 케이스는 열선으로 이뤄진 히터를 포함하므로, 각 히터 케이스는 하나의 히팅 존을 형성한다. 여기서, 히팅 존이란 히트 플레이트에서 개별적으로 온도 제어가 가능한 영역으로 정의된다. 종래 표시소자용 큐어링 장치에서는 개별적인 히터 케이스 구동을 위해 파워 케이블들이 내부 챔버(100) 안에서 노출된다. 내부 챔버(100)의 온도는 열처리 공정 중에는 매우 높다. 따라서, 내부 챔버(100) 안에서 노출된 파워 케이블들은 열처리 공정 중에는 팽창되고, 열처리 완료 후에는 수축되므로, 열적 변형을 받기 쉽다. 또한, 내부 챔버(100) 안에서 노출된 파워 케이블들은 내부 챔버(100)의 다른 기구물들과 간섭되기 쉽다. 열적 변형이나 기구물 간섭은 이물 발생의 일 원인이 된다.
본 발명의 표시소자용 큐어링 장치는 도 3b와 같이 내부 챔버(100) 내의 구조를 단순화, 최적화하기 위해 히트 플레이트(12)를 구성하는 히터 케이스들(12A,12B,12C)의 개수를 히팅 존의 개수보다 줄인다. 본 발명에 있어, 히팅 존의 개수는 종래와 같이 12개로 동일(도 11 참조)하나, 히터 케이스들(12A,12B,12C)의 개수는 종래 12개에 비해 1/3로 줄어든다. 이렇게 히터 케이스들(12A,12B,12C)의 개수를 줄이면 내부 챔버(100) 내부에서 기구물 간섭양을 그만큼 줄일 수 있어, 이물 발생을 억제하는 데 효과적이다. 본 발명에 대한 실시에에서는 히터 케이스들이 3개로 구현되는 것으로 설명되지만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상은 히팅 존의 개수보다 히팅 케이스들의 개수가 적은 경우에 모두 적용된다.
특히, 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치는, 파워 케이블들(50)을 내부 챔버(100) 안에서 비 노출 시킴으로써, 종래에 문제되던 파워 케이블들(50)과 관련된 열적 변형이나 기구물 간섭을 미연에 방지한다. 본 발명은 파워 케이블들(50)을 내부 챔버(100) 안에서 비 노출시키기 위해, 도 4와 같이 히터 케이스들(12A,12B,12C) 각각의 양 측면에 접합된 연결 덕트들(40)에 파워 케이블들(50)을 연결한다. 파워 케이블들(50)이 인입되는 연결 덕트들(40)의 입구는 내부 챔버(100) 바깥의 외부 챔버(200) 내에 위치한다.
본 발명의 연결 덕트들(40)은 히터 케이스들 각각의 양 측면에 용접을 통해 접합됨으로서, 일반적인 나사 체결에 비해 이물 발생 가능성을 대폭 줄인다. 또한, 본 발명의 파워 케이블들(50)은 연결 덕트들(40)의 입구에 형성된 히터 단자(65)에 의해 고정됨으로써, 파워 케이블 접합부 파손을 방지할 수 있고, 아울러 접촉부 갈림 이물 발생을 방지할 수 있다.
도 5a는 종래 표시소자용 큐어링 장치에서 히터 케이스들을 지지하는 지지 프레임과 지지핀들을 보여준다. 도 5b는 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서 히터 케이스들을 지지하는 지지 브라켓을 보여준다.
종래 표시소자용 큐어링 장치에서는 도 5a와 같이 히터 케이스들의 배면이 지지 프레임과 지지핀들에 의해 지지되고 있다. 지지핀들은 각 히터 케이스마다 4개씩 할당되어 총 48개의 지지핀들이 12개의 히터 케이스들을 지지한다. 그런데, 종래 표시소자용 큐어링 장치에서는 히터 케이스의 배치 구조로 인해, 48개의 지지핀들 중 일부가 내부 챔버 안의 프로세서 영역에 위치할 수밖에 없다. 이 경우, 히터 케이스와 지지핀 간 갈림 이물이 하부 공정 슬롯의 피처리 기판에 낙하하여 불량을 야기할 수 있다.
본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서는 도 5b와 같이 히터 케이스들(12A,12B,12C) 각각의 배면이 히터 케이스들(12A,12B,12C)의 양측에 설치된 다수의 지지 브라켓들(70)에 의해 지지된다. 지지 브라켓들(70)은 히터 케이스들(12A,12B,12C)의 양측에 설치되기 때문에, 내부 챔버(100) 안의 프로세서 영역 바깥에 위치한다. 따라서, 본 발명의 경우 히터 케이스와 지지 브라켓들(70) 간 갈림 이물에 의해 하부의 피처리 기판이 오염되는 일은 생기지 않는다.
특히, 본 발명은 접촉에 따른 갈림 이물의 양을 줄이고, 갈림 이물이 확산되는 것을 방지하기 위해 지지핀들(72)과 이물 확산 방지컵(74)을 포함하도록 각 지지 브라켓(70)을 구성한다. 지지핀들(72)의 개수는 히터 케이스의 개수에 따라 달라질 수 있다. 도시된 것처럼, 히터 케이스의 개수가 3개인 경우, 지지핀들(72)은 히터 플레이트의 양측면에 12개씩 총 24개가 구비될 수 있다. 지지핀들(72)의 개수는 종래에 비해 1/2로 줄어들기 때문에 갈림 이물을 줄이는 데 효과적이다. 이물 확산 방지컵(74)은 지지핀들(72)을 수납하여 지지핀들(72)의 접촉에 의해 생성된 이물의 확산을 방지하는 역할을 한다.
도 6은 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서 히터 케이스의 체결 구조를 보여준다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서 히터 케이스들(12A,12B,12C) 각각은, 캡 너트(121a)가 용접된 하부 케이스(121), 및 캡 너트(121a)에 삽입되는 볼트(124)를 통해 하부 케이스(121)에 나사 체결되는 상부 케이스(122)를 구비한다. 히터들은 하부 케이스(121)와 상부 케이스(122) 간의 체결 공간(AP)에 장착된다. 캡 너트(121a)는 나사 체결시 발생되는 이물이 비산 및 배출되지 않도록 하는 역할을 한다. 특히, 하부 케이스(121)와 상부 케이스(122)가 나사 체결될 때, 이들(121,122) 간의 접촉 면적을 최소화하기 위해 하부 케이스(121)와 상부 케이스(122) 사이에는 스페이서(126)가 개재된다. 스페이서(126)는 면접촉을 점접촉으로 변경하여 갈림 이물을 최소화한다.
한편, 본 발명은 내부 챔버(100) 내에 배치된 구성 부재들의 재질을 열에 강한 저 탄소강으로 선택하여 열적 변형에 따른 이물 발생 가능성을 최소화한다. 이를 위해, 본 발명은 히터 케이스들(12A,12B,12C) 각각을 구성하는 구성 부재들, 즉, 하부 케이스(121), 상부 케이스(122), 캡 너트(121a), 볼트(124) 등을 모두 SUS316L로 형성한다.
도 7a는 종래 표시소자용 큐어링 장치에 포함되는 히터의 구조를 보여준다. 도 7b는 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에 포함되는 히터의 구조를 보여준다. 그리고, 도 8은 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에 포함되는 파워 케이블의 구조를 보여준다.
종래 표시소자용 큐어링 장치는 히터를 형성하기 위해 도 7a와 같이 절연체를 상판과 하판으로 나누고, 하판 절연체에 고랑을 형성하여 열선을 매립한 후 상판 절연체를 하판 절연체에 합착한다. 종래 절연체는 보드 타입으로서, 순도 73% 정도의 세라믹 재질로 이루어진다. 종래 절연체는 열적 변형에 의해 파손되거나 갈리기 쉬워 이물 발생의 일 원인이 되었다.
본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서는 히터 케이스들(12A,12B,12C)의 내부에 위치되는 히터들을 도 7b와 같이 형성한다. 본 발명의 히터들은 도 7b에 도시된 것처럼, 구동 전원에 의한 전기 에너지를 열 에너지로 변환하는 열선들(60), 및 열선들(60)을 감쌈으로써 열선들(60)을 서로 절연시키는 다수의 절연벌크들(62)을 구비한다. 특히, 절연벌크들(62)은 열팽창을 고려하여 이웃한 것끼리 서로 소정 간격(Wd)씩 이격되어 열적 변형에 의한 갈림 이물 가능성을 최소화한다.
본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에 포함되는 파워 케이블(50)은 도 9와 같동축 케이블과 그를 감싸는 절연체로 이뤄져 있다.
본 발명은 열적 변형을 최소화하기 위해 히터의 절연벌크들(62) 및 파워 케이블(50)의 절연체를, 순도 90% 이상(바람직하게는 96%이상)의 산화알루미늄(Al2O3)을 2400Mpa 이상의 압력으로 압축 성형한 것으로 선택할 수 있다.
다음으로, 도 9a 내지 도 11을 결부하여 온도 균일성을 확보할 수 있는 제2 방안들을 설명한다
도 9a 및 도 9b는 각각 종래 표시소자용 큐어링 장치 및 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서 세터를 지지하기 위한 지지바들의 형성 위치를 비교하여 보여준다.
도 9a를 참조하면, 종래 표시소자용 큐어링 장치에서는 세터에 안착된 피처리 기판이 프로세서 영역 내에 배치된 지지바들에 의해 히터 케이스들 상에 위치된다. 프로세서 영역 내에 배치된 지지바들은 히터케이스들로부터 발생되는 열이 피처리 기판에 도달하지 못하도록 방해한다. 지지바들이 있는 영역에서는 복사열이 차단되며, 그 결과 프로세서 영역 내의 온도 균일성이 현저히 낮아진다.
도 9b를 참조하면, 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서는 세터(16)에 안착된 피처리 기판(14)이 프로세서 영역 바깥에 배치된 지지바들(80)에 의해 히터 케이스들(12A,12B,12C) 상에 위치한다. 본 발명의 경우 지지바들(80)이 프로세서 영역 바깥에 위치하기 때문에, 프로세서 영역 내에서 복사열을 차단하는 구성 부재는 존재하지 않는다. 본 발명에 의하면, 프로세서 영역 내의 온도 균일성이 종래에 비해 크게 향상된다.
도 10a는 종래 표시소자용 큐어링 장치에서 온도 균일도가 떨어지는 것을 보여준다. 도 10b는 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서 온도 균일도를 높이기 위한 열선의 배치 구조를 보여준다. 그리고, 도 11은 본 발명의 표시소자용 큐어링 장치에서 온도 균일도를 높이기 위해 각 히터 케이스에서 다수의 히팅 존을 설정하는 일 예를 보여준다.
도 10a를 참조하면, 종래 표시소자용 큐어링 장치에서는 열선의 비 균등 배치로 인해 히터 내의 위치에 따라 온도가 달라져 온도 균일도가 떨어졌다.
이에 반해, 본 발명은 도 10b에서와 같이 히터들 각각에 포함된 열선들(60)을 서로 균등 간격으로 배치함으로써, 온도 균일도를 높인다. 균등 간격 배치를 위해 본 발명은 열선들(60)을 제1 및 제2 보조 열선(60A,60B)과 주 열선(60C)로 나뉘어 형성한다. 제1 보조 열선(60A)은 히터의 일측 에지부에서 "ㄴ"자 형태로 형성되며, 제2 보조 열선(60B)은 히터의 타측 에지부에서 "ㄱ"자 형태로 형성되며, 대각선을 기준으로 제1 보조 열선(60A)과 선대칭된다. 그리고, 주 열선(60C)은 제1 보조 열선(60A)과 제2 보조 열선(60B)에 의해 둘러싸인 히터의 중앙부 영역 안에서 "ㄹ"자 형태로 절곡되며 연장된다.
본 발명은, 제1 보조 열선(60A)과 주 열선(60C) 사이의 간격, 제2 보조 열선(60B)과 주 열선(60C) 사이의 간격, 및 절곡되어 이웃하는 주 열선(60C) 사이의 간격을 모두 X로 동일하게 한다.
본 발명은 온도 균일성을 높이기 위한 다른 방법으로 도 12와 같이 히터 케이스들(12A,12B,12C) 각각에 대해 다수의 히팅 존들을 설정한다. 히터 케이스들(12A,12B,12C) 각각은 자신에게 포함된 히터들에 상응하는 개수만큼 히팅 존을 갖게 된다.
다시 말해, 히터 케이스들(12A,12B,12C)이 센터부(CP), 센터부(CP)의 좌측에 배치된 제1 에지부(EP), 및 센터부(CP)의 우측에 배치된 제2 에지부(EP)를 포함할 때, 제1 히터를 포함하는 센터부(CP)의 상측은 제1 히팅 존(Z11)이 되고, 제2 히터를 포함하는 센터부(CP)의 하측은 제2 히팅 존(Z12)이 되며, 제3 히터를 포함하는 제1 에지부(EP)는 제3 히팅 존(Z13)이 되고, 제4 히터를 포함하는 제2 에지부(EP)는 제4 히팅 존(Z14)이 된다.
여기서, 제1 내지 제4 히터는 파워 케이블들(50)에 개별적으로 연결되고, 제1 내지 제4 히터의 발열 온도는 개별적으로 제어될 수 있다. 본 발명과 같이 히팅 존들을 분할 배치하고 이들의 온도를 개별 제어하면, 상대적으로 열손실이 큰 셔터부(예컨대, Z11)와 배기부(예컨대, Z32) 등에서 온도를 더 원하는 만큼 더 높일 수 있어 온도 균일도를 향상시키는 데 효과적이다.
한편, 서로 이웃한 히터 케이스들(12A,12B,12C)은 열 팽창 및 온도 균일도를 고려하여 적절한 간격(Wx) 만큼 이격 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 표시소자용 큐어링 장치에 최적화되도록 히터 플레이트와 관련 기구물 등의 구조, 형상, 재질을 변경함으로써 이물 발생을 최소화하고, 온도 균일도를 용이하게 확보할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 공정 슬롯 12 : 히터 플레이트
12A,12B,12C : 히터 케이스 14 : 피처리 기판
16 : 세터 20 : 메인 프레임
30 : 지지 프레임 40 : 연결 덕트
50 : 파워 케이블 60 : 열선
62 : 절연벌크 65 : 히터 단자
70 : 지지 브라켓 72 : 지지핀
74 : 이물 확산 방지컵 80 : 지지바
121 : 하부 케이스 121a : 캡 너트
122 : 상부 케이스 124 : 볼트
126 : 스페이서

Claims (16)

  1. 내부 챔버 내에 설치되어 다수의 히터 케이스들로 이뤄진 히트 플레이트;및
    연결 덕트들을 통해 상기 히터 케이스들에 연결되며, 상기 히터 케이스들에 구동 전원을 공급하는 파워 케이블들을 구비하고;
    상기 히트 케이스들의 개수는, 상기 히트 플레이트에서 개별적으로 온도 제어가 가능한 영역으로 정의되는 히팅 존의 개수보다 작고;
    상기 파워 케이블들은 상기 내부 챔버 안에서 비 노출되는 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 덕트들은 상기 히터 케이스들 각각의 양 측면에 접합되며,
    상기 파워 케이블들이 인입되는 상기 연결 덕트들의 입구는 상기 내부 챔버 바깥의 외부 챔버 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 파워 케이블들은 상기 연결 덕트들의 입구에 형성된 히터 단자에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결 덕트들은 상기 히터 케이스들 각각의 양 측면에 용접을 통해 접합되는 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 케이스들 위에는 피처리 기판이 안착된 세터가 지지바에 의해 지지하며,
    상기 지지바는 상기 기판이 높여진 프로세서 영역 바깥에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 히터 케이스들 각각의 배면은 상기 히터 케이스들의 양측에 설치된 다수의 지지 브라켓들에 의해 지지되며,
    상기 지지 브라켓들은 각각은,
    상기 히터 케이스들을 지지하기 위한 지지핀과, 상기 지지핀을 수납하여 상기 지지핀에 의해 생성된 이물의 확산을 방지하는 이물 확산 방지컵을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지 브라켓들은 상기 프로세서 영역 바깥에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 케이스들 각각은,
    히터들을 수납하며 캡 너트가 용접된 하부 케이스; 및
    상기 캡 너트에 삽입되는 볼트를 통해 상기 하부 케이스에 나사 체결되어 상기 히터들을 덮는 상부 케이스를 구비하고;
    상기 상부 케이스와 상기 하부 케이스 사이에는 이들 간의 접촉 면적을 최소화하기 위한 스페이서가 개재되는 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 상부 케이스, 상기 하부 케이스, 상기 캡 너트, 상기 볼트는 저 탄소강 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시소장용 큐어링 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 히터들 각각은,
    상기 구동 전원에 의한 전기 에너지를 열 에너지로 변환하는 열선들; 및
    상기 열선들을 감쌈으로써 상기 열선들을 서로 절연시키는 다수의 절연벌크들을 구비하고;
    상기 절연벌크들은 열팽창을 고려하여 이웃한 것끼리 서로 소정 간격씩 이격된 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 파워 케이블은 동축 케이블과, 상기 동축 케이블을 감싸는 절연체를 포함하고;
    상기 절연벌크들 및 상기 절연체는 순도 90% 이상의 금속을 2400Mpa 이상의 압력으로 압축 성형한 것으로 선택되는 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 케이스들은 열팽창을 고려하여 이웃한 것끼리 서로 소정 간격씩 이격된 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 케이스들 각각은 그 내부에 위치된 다수의 히터들을 포함하고,
    상기 히터들 각각에 포함된 열선들은 서로 균등 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 열선들은,
    "ㄴ"자 형태로 형성되는 제1 보조 열선;
    "ㄱ"자 형태로 형성되며, 대각선을 기준으로 상기 제1 보조 열선과 선대칭되는 제2 보조 열선; 및
    상기 제1 보조 열선과 상기 제2 보조 열선에 의해 둘러싸인 영역 안에서 "ㄹ"자 형태로 절곡되며 연장되는 주 열선을 구비하고;
    상기 제1 보조 열선과 상기 주 열선 사이의 간격, 상기 제2 보조 열선과 상기 주 열선 사이의 간격, 및 절곡되어 이웃하는 상기 주 열선 사이의 간격이 모두 동일한 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 케이스들 각각은 자신에게 포함된 히터들에 상응하는 개수만큼 히팅 존을 갖는 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 히터 케이스들 각각은 센터부, 상기 센터부의 좌측에 배치된 제1 에지부, 및 상기 센터부의 우측에 배치된 제2 에지부를 포함하고;
    제1 히터를 포함하는 상기 센터부의 상측은 제1 히팅 존이 되고, 제2 히터를 포함하는 상기 센터부의 하측은 제2 히팅 존이 되며, 제3 히터를 포함하는 상기 제1 에지부는 제3 히팅 존이 되고, 제4 히터를 포함하는 상기 제2 에지부는 제4 히팅 존이 되며;
    상기 제1 내지 제4 히터는 상기 파워 케이블들에 개별적으로 연결되고, 상기 제1 내지 제4 히터의 발열 온도는 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 표시소자용 큐어링 장치.
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