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【発明の名称】 ポリイミド膜塗布装置及び方法
【発明者】 【氏名】金 峰 ▲チョル▼

【氏名】趙 ▲チュン▼ 範

【氏名】李 承 ▲ヒョン▼

【氏名】具 教 用

【氏名】徐 賢 眞

【氏名】權 當

【氏名】ロバート タフ

【要約】 【課題】インクジェット方式のポリイミド膜塗布工程においてインクジェットヘッド上に残存する残留物を完全にとり除いてピンホール不良や線染みなどを改善することができるポリイミド膜塗布装置及び方法を提供することである。

【構成】ポリイミド膜塗布装置は印刷テーブル、インクジェットヘッド、ポリイミド液供給タンク、超音波信号を印加して振動発生で前記インクジェットヘッドを洗浄する超音波洗浄機、及びワイパーを含む。ポリイミド膜塗布方法は薄膜トランジスターアレイ基板またはカラーフィルター基板が置かれる段階、ポリイミド液供給タンクにローディングさせる段階、ポリイミド液を基板上に噴射する段階、インクジェットヘッドに残っている残留物を押し出す第1洗浄段階、超音波信号を印加して振動発生でインクジェットヘッドに残っている残留物をとり除く第2洗浄段階、及びインクジェットヘッドの噴射面にワイパーを接触させて移動しながらインクジェットヘッドのノズルを拭い取る第3洗浄段階を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板が置かれる印刷テーブルと、前記印刷テーブルの上部に位置されて、前記基板でポリイミド液を噴射するためのノズルを備えるインクジェットヘッドと、前記ポリイミド液が満たされた容器がローディングされたポリイミド液供給タンクと、前記インクジェットヘッドを収容する洗浄液が貯蔵され、前記洗浄液に超音波信号を印加して振動発生で前記インクジェットヘッドを洗浄する超音波洗浄機と、前記インクジェットヘッドの噴射面に接触して前記噴射面に残存する残留物を拭い取るように構成されたワイパーを含むことを特徴とするポリイミド膜塗布装置。
【請求項2】
前記超音波洗浄機は、前記洗浄液貯蔵するための貯蔵部と、前記貯蔵部に装着されて前記洗浄液に超音波信号の振動を加える超音波発振部と、前記超音波発振部の動作を制御する制御部を含むことを特徴とする請求項2記載のポリイミド膜塗布装置。
【請求項3】
前記貯蔵部は前記インクジェットヘッドの下側に配置され、前記インクジェットヘッドのローディング及びアンンローディングを邪魔しない構造で形成及び配置されることを特徴とする請求項2記載のポリイミド膜塗布装置。
【請求項4】
前記超音波発振部は前記制御部から印加される電気的な超音波信号を機械的な信号で変換して変換された機械信号を前記洗浄液の媒質を通じて振動する振動子を含む請求項2記載のポリイミド膜塗布装置。
【請求項5】
前記超音波発振部は前記インクジェットヘッドの噴射面及び内壁を洗浄することができるように前記インクジェットヘッドの噴射面と対向されるようにされることを特徴とする請求項2記載のポリイミド膜塗布装置。
【請求項6】
前記洗浄液は、イソプロフィルアルコール(IPA)を含む請求項1記載のポリイミド膜塗布装置。
【請求項7】
前記超音波信号は20kHz乃至400kHzなことを特徴とする請求項1記載のポリイミド膜塗布装置。
【請求項8】
印刷テーブルに薄膜トランジスターアレイ基板またはカラーフィルター基板を配置する段階と、ポリイミド液が満たされた容器をポリイミド液供給タンクにローディングさせる段階と、前記ポリイミド液を前記印刷テーブル上部のインクジェットヘッドに供給して前記基板上に噴射する段階と、前記インクジェットヘッドに溶媒を加圧して前記インクジェットヘッドに残っている残留物を押し出す第1洗浄段階と、前記インクジェットヘッド内部で超音波信号を印加して振動を発生させることで前記インクジェットヘッドに残っている残留物をとり除く第2洗浄段階と、前記インクジェットヘッドの噴射面にワイパーを接触させて移動しながら前記インクジェットヘッドのノズルを拭い取る第3洗浄段階を含むポリイミド膜塗布方法。
【請求項9】
前記第1洗浄段階の溶媒は高圧ガスを利用して加圧されることを特徴とする請求項8記載のポリイミド膜塗布方法。
【請求項10】
前記高圧ガスは窒素ガスのことを特徴とする請求項9記載のポリイミド膜塗布方法。
【請求項11】
前記第1洗浄段階の溶媒は前記ポリイミド液または水であることを特徴とする請求項8記載のポリイミド膜塗布方法。
【請求項12】
前記第2洗浄段階の超音波信号は20kHz乃至400kHz範囲の波長であることを特徴とする請求項8記載のポリイミド膜塗布方法。
【請求項13】
前記第2洗浄段階は、前記インクジェットヘッドを超音波洗浄機の洗浄液に浸して、前記超音波信号を印加することを特徴とする請求項8記載のポリイミド膜塗布方法。
【請求項14】
前記超音波洗浄機は、前記洗浄液を貯蔵するための貯蔵部と、前記貯蔵部に装着されて前記洗浄液に超音波信号の振動を加える超音波発振部と、前記超音波発振部の動作を制御する制御部を含む請求項13記載のポリイミド膜塗布方法。
【請求項15】
前記貯蔵部は前記インクジェットヘッドの下側に配置され、前記インクジェットヘッドのローディング及びアンンローディングを邪魔しない構造で形成及び配置されることを特徴とする請求項14記載のポリイミド膜塗布方法。
【請求項16】
前記超音波発振部は前記制御部から印加される電気的な超音波信号を機械的な信号で変換して変換された機械信号を前記洗浄液の媒質を通じて振動する振動子を含む請求項14記載のポリイミド膜塗布方法。
【請求項17】
前記超音波発振部は前記インクジェットヘッドの噴射面及び内壁を洗浄することができるようにインクジェットヘッドの噴射面と対向されるように配置されることを特徴とする請求項14記載のポリイミド膜塗布方法。
【請求項18】
前記洗浄液は、イソプロフィルアルコール(IPA)を含む請求項13記載のポリイミド膜塗布方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリイミド膜塗布装置及びその方法に関し、さらに詳しくはインクジェット方式を利用したポリイミド膜塗布装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、液晶表示装置は上下部の透明絶縁基板であるカラーフィルター基板とアレイ基板の間に異方性誘電率を持つ液晶層を形成した後、液晶層に形成される電界の強さを調整して液晶物質の分子配列を変更させて、これによってカラーフィルター基板に透過される光の量を調節することで願う画像を表現する表示装置である。液晶表示装置では薄膜トランジスター( TFT)をスイチング素子で利用する薄膜トランジスター液晶表示装置(TFT LCD)が主に使われている。
【0003】
このような液晶表示装置は画像を表示する液晶パネルと、駆動信号を印加して液晶パネルを駆動する駆動部で大きく仕分けされて、この内液晶パネルは一定な間隔を置いて合着されたカラーフィルター基板及びアレイ基板と、二つの基板の間に形成された液晶層で構成される。
【0004】
液晶パネルのカラーフィルター基板とアレイ基板は数回のマスク工程を経って製造されるのに、マスク工程が終わった後二つの基板を合着する以前に二つの基板上に液晶分子を一定な方向に配列させるためのポリイミド膜を塗布する工程が進行される。
【0005】
ポリイミド膜塗布工程にはスピン、スプレー、インクジェット方式などさ多様な方式が適用されることができる。インクジェット方式を利用したポリイミド膜塗布装置の場合にはポリイミド液( PI)の供給を受けて基板上に噴射する複数のインクジェットヘッドを用いる。
【0006】
図1は従来技術によるポリイミド膜塗布装置の問題点を説明するための図面であり、インクジェット方式でのインクジェットヘッド10の塗布後の状態における問題点を示している。
【0007】
インクジェットヘッド10は基板が置かれた印刷テーブルの上部を一定な方向に動きながらポリイミド液を噴射して基板上にポリイミド膜を塗布するポリイミド膜塗布工程を遂行する。しかしながら、インクジェットヘッド10の噴射面が残留物 なしにきれいな場合、図面符号S1で示すようにポリイミド液が均等に噴射されて基板上に均一な厚さのポリイミド膜を形成することができるようになる。
【0008】
しかし、一般的に塗布工程が終われば図面符号S2で示すようにインクジェットヘッド10の噴射面に図面符号A1のようなポリイミド液の残留物が残存するようになって、次塗布工程を遂行する時ポリイミド液の噴射を邪魔し、それにより基板上にポリイミド膜が塗布されないか又は不均等に塗布される部分ができるためピンホール不良や線染みなどが多量発生した。
【0009】
したがって、従来はインクジェットヘッド10の噴射面に残存する残留物をワイパーで掻き出す洗浄方法を使っているが、従来の洗浄方法はインクジェットヘッド10内の壁面に積層される微細な残留物まで完全にとり除くことができない短所がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題はインクジェット方式のポリイミド膜塗布工程においてインクジェットヘッド上に残存する残留物を完全にとり除いてピンホール不良や線染みなどを改善することができるポリイミド膜塗布装置及び方法を提供することである。
【0011】
また、本発明が解決しようとする他の技術的課題は、インクジェットヘッドの寿命を延長させることができるポリイミド膜塗布装置及び方法を提供することである。
【0012】
本発明が解決しようとする技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されないし、言及されなかったまた他の技術的課題は下の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者に明確に理解されることができるでしょう。
【課題を解決するための手段】
【0013】
前記技術的課題を解決するための本発明によるポリイミド膜塗布装置は基板が置かれる印刷テーブル、前記印刷テーブルの上部に位置されて、前記基板でポリイミド液を噴射するためのノズルを備えるインクジェットヘッド及び前記ポリイミド液が満たされた容器がローディングされたポリイミド液供給タンクを含む。また、前記インクジェットヘッドを収容する洗浄液が貯蔵され、前記洗浄液に超音波信号を印加して振動発生で前記インクジェットヘッドを洗浄する超音波洗浄機、及び前記インクジェットヘッドの噴射面に接触して前記噴射面に残存する残留物を拭い取るように構成されたワイパーを含む。
【0014】
一方、本発明によるポリイミド膜塗布方法は、印刷テーブルに薄膜トランジスターアレイ基板またはカラーフィルター基板を配置する段階、ポリイミド液が満たされた容器をポリイミド液供給タンクにローディングさせる段階、前記ポリイミド液を前記印刷テーブル上部のインクジェットヘッドに供給して前記基板上に噴射する段階、前記インクジェットヘッドに溶媒を加圧して前記インクジェットヘッドに残っている残留物を押し出す第1洗浄段階、前記インクジェットヘッド内部で超音波信号を印加して振動発生で前記インクジェットヘッドに残っている残留物をとり除く第2洗浄段階、及び 前記インクジェットヘッドの噴射面にワイパーを接触させて移動しながら前記インクジェットヘッドのノズルを拭い取る第3洗浄段階を含みからなる。
【0015】
その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。本発明の利点及び特徴、そしてそれを解決する方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるでしょう。明細書全体にかけて同一参照符号は同一構成要素を指称する。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、インクジェット方式のポリイミド膜塗布工程においてインクジェットヘッドのノズル内壁に残存する微細な残留物まで効率的にとり除いてピンホール不良やノズル支えりによる線染みなどを改善することができる。更に、インクジェットヘッドの寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態によるポリイミド膜塗布装置及びその方法について添付された図面を参照して詳しく説明する。
【0018】
図2は本発明の実施形態によるポリイミド膜塗布装置の構成図で、図3は図2の超音波洗浄機の構成を具体的に示す図である。
【0019】
図2を参照すれば、本発明の実施形態によるポリイミド膜塗布装置は印刷テーブル100、インクジェットヘッド110、ポリイミド液供給タンク102、超音波洗浄機130及びワイパー140を含み構成される。
【0020】
ポリイミド膜塗布装置はポリイミド膜を塗布するための基板120が置かれて固定される印刷テーブル100を備えて、 この時、前記印刷テーブル100上にはポリイミド膜形成工程を受ける基板120が配置される。ここで、基板120は液晶表示装置を構成するカラーフィルター基板や薄膜トランジスターアレイ基板であり得る。
【0021】
基板120の上部には基板120の一側から他の側方向に複数のインクジェットヘッド110が並んで配列される、
【0022】
インクジェットヘッド110それぞれにはポリイミド液が満たされた容器をローディングする方式で圧力タンク101からポリイミド液の供給を受けて一定した圧力と量でインクジェットヘッド110に供給するポリイミド液供給タンク102が繋がれている。
【0023】
ポリイミド( PI)液は熱に強く、 化学的安全性と信頼性が高い強点を持つ。
【0024】
圧力タンク101の上部には外部から窒素ガス(N2)が供給されるガス供給管と、 インクジェットヘッド110からポリイミド液が回収されて供給される回収管、ガス供給管でフィルター(Filter)を経って入力される窒素ガス(N2)によってポリイミド液供給タンク102に加圧されるポリイミド液供給管などの連結管が設置されて、各連結管には供給量や圧力を制御するためのバルブが間々に設置される。
【0025】
インクジェットヘッド110はポリイミド液を噴射するノズル(図5の 111)をそれぞれ備えて、印刷テーブル100の上部で基板120を一定な方向にスキャンしながらポリイミド液を噴射して基板120上にポリイミド膜を塗布する。
【0026】
このようなポリイミド膜形成工程が遂行されてからは、インクジェットヘッド110の噴射面がポリイミド液によって濡れるようになるので、後述する超音波信号の振動及びワイピング動作によってこれをとり除いてインクジェットヘッドを通じるポリイミド液の噴射が良好な状態で維持されるようにする。
【0027】
超音波洗浄機130は超音波信号による振動発生を通じてインクジェットヘッド110を洗浄するためのもので、図3に示すのように洗浄液132を貯蔵する貯蔵部131と、貯蔵部131に装着されて洗浄液132に超音波信号の振動を加える超音波発振部133、及び超音波発振部133の動作を制御する制御部134を含みから構成される。
【0028】
貯蔵部131はインクジェットヘッド110の下側に配置され、洗浄工程の時洗浄液132を貯蔵することができる構造を有する。また、貯蔵部131はインクジェットヘッド110のローディング及びアンンローディングを邪魔しない構造で形成及び配置される。
【0029】
ここで、示されたインクジェットヘッド110は一つの例で一つだけ示したが、図2に示された複数個のインクジェットヘッド110を皆含む。
【0030】
超音波発振部133は貯蔵部131の下部または側部に配置されて、制御部134から超音波信号を印加受けて洗浄液132に超音波信号に相当する振動を発生させる。このような超音波発振部133は通常、前記制御部134から印加される電気的な超音波信号を機械的な信号で変換して変換された機械信号を洗浄液132の媒質を通じて振動する振動子を含むようになる。
【0031】
超音波発振部133は示すように被洗浄物であるインクジェットヘッド110の噴射面だけでなく内壁を洗浄することができるようにインクジェットヘッド110の噴射面と対向されるように配置することができる。
【0032】
制御部134は超音波発振部133を動作させるための超音波信号を印加するためのもので、ここでの超音波信号は20kHz乃至400kHz範囲の波長を含む。
【0033】
洗浄液132はイソプロフィルアルコール( IPA)などを利用する。
【0034】
このように構成される超音波洗浄機130は超音波発振部133に超音波信号が印加されれば超音波信号を機械的な信号で変換して洗浄液132内のインクジェットヘッド110に向けて超音波信号の振動を発生させる。振動発生で洗浄液132内にはキャビテーションが起き、この現象を通じてインクジェットヘッド110の噴射だけでなく内壁に残存する残留物を剥離またはとり除く動作を遂行する。
【0035】
また図2を参照すれば、ワイパー140はインクジェットヘッド110の噴射面に接触するように移動しながらインクジェットヘッド110の噴射面に残存する残留物及び洗浄液を拭い取るワイピング動作を遂行する。
【0036】
したがって、本発明の実施形態によるポリイミド膜塗布装置はポリイミド膜塗布工程の時次のような段階を経ることでインクジェットヘッド110に残存する残留物を洗浄する。
【0037】
一方、図4は本発明の実施形態によるポリイミド膜塗布方法の流れ図であり、図5乃至図7は図4の各段階を説明するための図面である。
【0038】
先に、S20段階で、印刷テーブル100上に基板120を配置する。
【0039】
ここで、基板120は液晶表示装置で製造される薄膜トランジスターアレイ基板やカラーフィルター基板になる。
【0040】
次に、S21及びS22段階で、ポリイミド液が満たされた容器をポリイミド液供給タンク102にローディングさせた後、ポリイミド液を印刷テーブル100上部に設置されたインクジェットヘッド110で供給して基板120上にポリイミド液を塗布する。
【0041】
次に、S23段階で、図5に示されたように、インクジェットヘッド110に高圧ガスを利用して溶媒を加圧することでインクジェットヘッド110に残っている残留物(A2)を押し出す1次洗浄動作を遂行する。高圧ガスは窒素(N2)ガスを含む。
【0042】
溶媒はポリイミド液または水などを利用する。
【0043】
1次洗浄動作以後には、インクジェットヘッド110に残存する残留物(A2)が充分に除去されないで、インクジェットヘッド110のノズル111内壁に微細な残留物が残存するようになる。
【0044】
次に、S24段階で、インクジェットヘッド110を超音波洗浄機130の貯蔵部131にローディングして洗浄液132に浸した後、図6に示されたように、超音波発振部133を通じて洗浄液132に超音波信号の振動を発生させることでインクジェットヘッド110内壁に残っている微細な残留物(A2)をとり除く2次洗浄動作を遂行する。
【0045】
インクジェットヘッド110に向けて洗浄液132に振動を発生させれば音圧の変化によって気泡が形成されて、気泡がインクジェットヘッド110の内壁に移動している途中微細な残留物(A2)と衝突するようになれば裂けながら強い音波を発散するのに、このような現象によってインクジェットヘッド110 内壁に残っている微細な残留物(A2)を剥離またはとり除く。
【0046】
最後に、S25段階で、図7に示すのように、ワイパー140をインクジェットヘッド110の噴射面に接着するように移動しながらインクジェットヘッド110のノズル111を拭い取る3次洗浄動作を遂行する。
【0047】
3次洗浄は1次及び2次洗浄動作を終えた後インクジェットヘッド110の噴射面に残っている残留物(A2)だけでなく、2次洗浄を通じて付け出した洗浄液をきれいに洗浄してくれる。
【0048】
このように、インクジェット方式によってポリイミド膜を形成するポリイミド膜塗布装置のインクジェットヘッド110を洗浄するため、1次は溶媒を利用して、2次は超音波信号による振動発生で、3次はワイパー140を利用してそれぞれ3回にわたって洗浄を遂行することでインクジェットヘッド110に残っている微細な残留物まできれいにとり除くことができる。
【0049】
以上添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者は本発明がその技術的思想や必須な特徴を変更しなくても他の具体的な形態で実施されることができるということを理解することができる。
【0050】
したがって、以上で記述した実施形態は本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者に発明の範疇を完全に知らせてくれるために提供されることなので、すべての面で例示的なことで限定的ではないことで理解しなければならないし、本発明は請求項の範疇によって正義されるだけである。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】図1は従来技術によるポリイミド膜塗布装置の問題点を説明するための図面。
【図2】図2は本発明の一つの実施形態によるポリイミド膜塗布装置の構成図 。
【図3】図3は図2の超音波洗浄機の構成を具体的に示す図 。
【図4】図4は本発明の一つの実施形態によるポリイミド膜塗布方法の流れ図 。
【図5】図5は図4の各段階を説明するための図 。
【図6】図6は図4の各段階を説明するための図 。
【図7】図7は図4の各段階を説明するための図 。
【符号の説明】
【0052】
100 印刷テーブル
101 圧力タンク
102 ポリイミド液供給タンク
110 インクジェットヘッド
111 ノズル(Nozzle)
120 基板
130 超音波洗浄機
131 貯蔵部
132 洗浄液
133 超音波発振部
134 制御部
140 ワイパー
【出願人】 【識別番号】501426046
【氏名又は名称】エルジー.フィリップス エルシーデー カンパニー,リミテッド
【識別番号】000231464
【氏名又は名称】株式会社アルバック
【出願日】 平成18年12月28日(2006.12.28)
【代理人】 【識別番号】100064447
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 正夫

【識別番号】100085176
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 伸晃

【識別番号】100094112
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 讓

【識別番号】100096943
【弁理士】
【氏名又は名称】臼井 伸一

【識別番号】100101498
【弁理士】
【氏名又は名称】越智 隆夫

【識別番号】100104352
【弁理士】
【氏名又は名称】朝日 伸光

【識別番号】100128657
【弁理士】
【氏名又は名称】三山 勝巳


【公開番号】 特開2008−742(P2008−742A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−354347(P2006−354347)