2005년도 LCD(Liquid Crystal Display)시장의 2분기 전 세계 매출액은 1년 전에 비해 2배 이상 증가하였다. 이러한 판매액 증가는 기존의 CRT시장의 빠른 감소를 가져오고 있으며, 전 세계 여러 기업들 간의 표준화 경쟁에서 우위를 점하기 위한 경쟁이 치열해지고 있는 실정이다. LCD는 두 장의 유리판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입하여 상하 유리판 위 전극의 전압 차에 의해 액정의 분자배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 도형, 문자, 영상 등을 표시하는 장치이다. 1990년대 이후 TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) 에 대한 연구는 대면적화, 광 ...
2005년도 LCD(Liquid Crystal Display)시장의 2분기 전 세계 매출액은 1년 전에 비해 2배 이상 증가하였다. 이러한 판매액 증가는 기존의 CRT시장의 빠른 감소를 가져오고 있으며, 전 세계 여러 기업들 간의 표준화 경쟁에서 우위를 점하기 위한 경쟁이 치열해지고 있는 실정이다. LCD는 두 장의 유리판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입하여 상하 유리판 위 전극의 전압 차에 의해 액정의 분자배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 도형, 문자, 영상 등을 표시하는 장치이다. 1990년대 이후 TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) 에 대한 연구는 대면적화, 광 시야각, 고 개구율화 등에 초점을 두고 진행되었다. 그 결과 TFT-LCD 화면의 대각치수는 15인치에서 30인치까지 증가하게 되었으며 대면적화에 따른 국내 기업과 일본 기업들 간의 표준화경쟁이 치열해지기 시작했다. 이러한 경쟁이 시작되면서 원천기술의 확보가 더욱 중요해 졌으며, LCD 공정 중 유리기판 위에 형광액을 도포하여, 노광 후 형성된 패턴을 현상하기 위한 공정인 형광액(PR: Photo Resist)도포 공정이 표준화 경쟁에서 가장 먼저 기술적 문제를 해결해야하는 공정으로 대두되었다. 형광액(PR; Photo Resist)도포 공정의 핵심은 도포 막의 균일성을 확보할 수 있는 최적의 Slit Coater Nozzle의 개발이다. 이러한 Slit Coater Nozzle의 개발은 고부가가치의 전 공정 장비 국산화율의 향상에 큰 역할을 할 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서는 Slit Coater Nozzle의 수치 해석적 분석을 통하여 Slit Coater Nozzle의 Cavity 반경과 구조 변경을 통하여 최적설계 인자를 도출하고, 도출된 설계인자와 Slit Coater Nozzle 내에서의 PR 유동간의 상관관계를 규명하였다. 연구의 첫 단계로 기존의 Slit Coater Nozzle의 수치해석을 실시하였으며 이를 바탕으로 기존 모델의 Cavity 반경과 형상을 변경하여 4가지 모델을 제시하였다. 위의 기존 모델을 포함한 5가지 모델의 수치해석결과 Model Ⅴ의 Nozzle tip에서의 PR분출 유속이 가장적은 오차율을 보였으며 Cavity크기와 형상이 PR유동에 미치는 영향을 확인하기위해 오차율이 가장 큰 Model Ⅰ(R3.1)과 Ⅴ(R4.0)를 선정하여 Slit Coater Nozzle 각 부분별 PR유동 특성을 분석하였다. Slit Coater Nozzle 각 부분별 PR속도 분포 특성 분석을 실시한 결과 Cavity부분에서는 반경이 작은 쪽의 유속이 반경이 큰 쪽보다 빠르게 나타나고 있으며 압력 분포는 Cavity 반경이 큰 쪽이 상대적으로 높은 압력 분포를 나타내었으며, 이러한 현상은 등폭 Nozzle이 시작 되는 지점까지 지속되는 것을 확인하였다. 이어지는 등폭 Nozzle부의 PR속도 분포 특성을 분석한 결과 속도 분포는 Cavity부분에서의 속도 분포와 달리 Cavity 반경이 큰 쪽의 속도가 Cavity 반경이 작은쪽에 비해 빠르게 나타나고 있다. 이러한 현상은 Cavity 반경이 작은 쪽의 Cavity 끝단에서의 압력과 속도는 저압 고속의 조건이 형성되며 이러한 영향으로 등폭 Nozzle부분에서 Cavity반경이 큰 쪽에 비하여 상대적으로 유량이 증가하여 속도가 역전되어 나타나는 현상을 확인되었으며 이 부분에서의 속도 분포의 안정성의 차이를 확인할 수 있었다. 이는 Cavity에서 PR유입 시 발생되는 간섭(Disturbance) 현상이 Cavity 반경이 작은 쪽에서는 소멸되지 않고 PR유동에 영향을 미치고 있음을 의미하며. 반면 Cavity 반경이 큰 쪽에서는 Disturbance 현상이 소멸되어 PR이 등폭 Nozzle 전체에서 가속되고 이러한 PR유동특성의 결과로 등폭 Nozzle내부에서의 속도분포 균일성이 향상되는 현상을 관찰할 수 있었다. 기존의 Model과 본 연구를 통하여 개량된 모델의 Nozzle tip에서의 분출속도를 수치 해석적 방법을 이용하여 분석한 결과 기존 Model의 Nozzle tip에서의 PR분출 속도는 최고 17.072mm/s, 최저17.027mm/s, 오차율은 0.13%로 분석되었고 개량된 Model의 Nozzle tip에서의 PR분출속도는 최고 17.064mm/s, 최저17.051mm/s, 오차율은 0.038%로 분석되었다. 이러한 결과를 통하여 개량된 Model의 Nozzle tip에서의 PR분출 안정성이 기존의 Model에 비해 0.092% 개선되었음을 확인할 수 있었다.
2005년도 LCD(Liquid Crystal Display)시장의 2분기 전 세계 매출액은 1년 전에 비해 2배 이상 증가하였다. 이러한 판매액 증가는 기존의 CRT시장의 빠른 감소를 가져오고 있으며, 전 세계 여러 기업들 간의 표준화 경쟁에서 우위를 점하기 위한 경쟁이 치열해지고 있는 실정이다. LCD는 두 장의 유리판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입하여 상하 유리판 위 전극의 전압 차에 의해 액정의 분자배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 도형, 문자, 영상 등을 표시하는 장치이다. 1990년대 이후 TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) 에 대한 연구는 대면적화, 광 시야각, 고 개구율화 등에 초점을 두고 진행되었다. 그 결과 TFT-LCD 화면의 대각치수는 15인치에서 30인치까지 증가하게 되었으며 대면적화에 따른 국내 기업과 일본 기업들 간의 표준화경쟁이 치열해지기 시작했다. 이러한 경쟁이 시작되면서 원천기술의 확보가 더욱 중요해 졌으며, LCD 공정 중 유리기판 위에 형광액을 도포하여, 노광 후 형성된 패턴을 현상하기 위한 공정인 형광액(PR: Photo Resist)도포 공정이 표준화 경쟁에서 가장 먼저 기술적 문제를 해결해야하는 공정으로 대두되었다. 형광액(PR; Photo Resist)도포 공정의 핵심은 도포 막의 균일성을 확보할 수 있는 최적의 Slit Coater Nozzle의 개발이다. 이러한 Slit Coater Nozzle의 개발은 고부가가치의 전 공정 장비 국산화율의 향상에 큰 역할을 할 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서는 Slit Coater Nozzle의 수치 해석적 분석을 통하여 Slit Coater Nozzle의 Cavity 반경과 구조 변경을 통하여 최적설계 인자를 도출하고, 도출된 설계인자와 Slit Coater Nozzle 내에서의 PR 유동간의 상관관계를 규명하였다. 연구의 첫 단계로 기존의 Slit Coater Nozzle의 수치해석을 실시하였으며 이를 바탕으로 기존 모델의 Cavity 반경과 형상을 변경하여 4가지 모델을 제시하였다. 위의 기존 모델을 포함한 5가지 모델의 수치해석결과 Model Ⅴ의 Nozzle tip에서의 PR분출 유속이 가장적은 오차율을 보였으며 Cavity크기와 형상이 PR유동에 미치는 영향을 확인하기위해 오차율이 가장 큰 Model Ⅰ(R3.1)과 Ⅴ(R4.0)를 선정하여 Slit Coater Nozzle 각 부분별 PR유동 특성을 분석하였다. Slit Coater Nozzle 각 부분별 PR속도 분포 특성 분석을 실시한 결과 Cavity부분에서는 반경이 작은 쪽의 유속이 반경이 큰 쪽보다 빠르게 나타나고 있으며 압력 분포는 Cavity 반경이 큰 쪽이 상대적으로 높은 압력 분포를 나타내었으며, 이러한 현상은 등폭 Nozzle이 시작 되는 지점까지 지속되는 것을 확인하였다. 이어지는 등폭 Nozzle부의 PR속도 분포 특성을 분석한 결과 속도 분포는 Cavity부분에서의 속도 분포와 달리 Cavity 반경이 큰 쪽의 속도가 Cavity 반경이 작은쪽에 비해 빠르게 나타나고 있다. 이러한 현상은 Cavity 반경이 작은 쪽의 Cavity 끝단에서의 압력과 속도는 저압 고속의 조건이 형성되며 이러한 영향으로 등폭 Nozzle부분에서 Cavity반경이 큰 쪽에 비하여 상대적으로 유량이 증가하여 속도가 역전되어 나타나는 현상을 확인되었으며 이 부분에서의 속도 분포의 안정성의 차이를 확인할 수 있었다. 이는 Cavity에서 PR유입 시 발생되는 간섭(Disturbance) 현상이 Cavity 반경이 작은 쪽에서는 소멸되지 않고 PR유동에 영향을 미치고 있음을 의미하며. 반면 Cavity 반경이 큰 쪽에서는 Disturbance 현상이 소멸되어 PR이 등폭 Nozzle 전체에서 가속되고 이러한 PR유동특성의 결과로 등폭 Nozzle내부에서의 속도분포 균일성이 향상되는 현상을 관찰할 수 있었다. 기존의 Model과 본 연구를 통하여 개량된 모델의 Nozzle tip에서의 분출속도를 수치 해석적 방법을 이용하여 분석한 결과 기존 Model의 Nozzle tip에서의 PR분출 속도는 최고 17.072mm/s, 최저17.027mm/s, 오차율은 0.13%로 분석되었고 개량된 Model의 Nozzle tip에서의 PR분출속도는 최고 17.064mm/s, 최저17.051mm/s, 오차율은 0.038%로 분석되었다. 이러한 결과를 통하여 개량된 Model의 Nozzle tip에서의 PR분출 안정성이 기존의 Model에 비해 0.092% 개선되었음을 확인할 수 있었다.
The global market for liquid crystal display (LCD) is rapidly catching fire. Their world wide sale in the second quarter of 2005 doubled over a year ago. The market share of traditional cathode ray tube (CRT) has shrunken at extraordinary speed. At the same time, LCD panel makers compete to seize th...
The global market for liquid crystal display (LCD) is rapidly catching fire. Their world wide sale in the second quarter of 2005 doubled over a year ago. The market share of traditional cathode ray tube (CRT) has shrunken at extraordinary speed. At the same time, LCD panel makers compete to seize the leadership in the race for standardizing the size of panel glass. To seize leadership in the race for standardizing the size of panel glass, we have to development a source technology. Among the LCD processes the PR coating process is the key of standardizing the size of panel glass. # A thesis submitted to committee of the Graduates School of Hoseo University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Engineering in the Department of Environmental Engineering in December, 2005. The purpose of this study is analyze the velocity of slit coater nozzle tip and ascertain the correlation between the velocity of slit coater nozzle tip and cavity structure. For the numerical analysis, five types of slit coater nozzle presented.(Model Ⅰ～Ⅴ) For the first procedure, model Ⅰ analyzed by FLUENT for foundation data. Thereafter model Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ and Ⅴ are formed by GAMBIT then analyzed by FLUENT. Also we select model Ⅰ and Ⅴ for ascertain the correlation the velocity of slit coater nozzle tip and cavity structure According to the calculation result of model Ⅰ～Ⅴ, we discovered that uniformity of velocity improved when cavity radius increase. (Model Ⅰ0.13%, Model Ⅴ 0.038%) At slit coater nozzle cavity, the velocity of model Ⅰ is more faster than model Ⅴ and pressure distribution of model Ⅰ is lower than model Ⅴ. Moreover, these trends continue at narrow nozzle starting point. At Narrow nozzle which located from bottom of cavity, the velocity of model Ⅰ is lower than model Ⅴ. Model Ⅰ's velocity and pressure distribution at end of cavity are high and low, this condition increase the flow rate of end of cavity. It follows as a consequence that model Ⅰ's flow rate of end of cavity is higher than model Ⅴ's flow rate of end of cavity. Moreover, this condition influenced to disturbance effect to narrow nozzle. In case of model Ⅰ, the disturbance effect continues at end of narrow nozzle and cause low uniformity of velocity. The calculation result of model Ⅰ and Ⅴ, The tip velocity of model Ⅰ is within the range of 17.027～17.072mm/s and the uniformity is 0.13%. Moreover, the tip velocity of model Ⅴ is within the range of 17.051～17.064mm/s and the uniformity is 0.038%. The calculation result shows a improvement that 0.092% of uniformity of tip velocity. Also, It follows as a consequence that cavity radius and cavity structure are closely related to uniformity of tip velocity.
The global market for liquid crystal display (LCD) is rapidly catching fire. Their world wide sale in the second quarter of 2005 doubled over a year ago. The market share of traditional cathode ray tube (CRT) has shrunken at extraordinary speed. At the same time, LCD panel makers compete to seize the leadership in the race for standardizing the size of panel glass. To seize leadership in the race for standardizing the size of panel glass, we have to development a source technology. Among the LCD processes the PR coating process is the key of standardizing the size of panel glass. # A thesis submitted to committee of the Graduates School of Hoseo University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Engineering in the Department of Environmental Engineering in December, 2005. The purpose of this study is analyze the velocity of slit coater nozzle tip and ascertain the correlation between the velocity of slit coater nozzle tip and cavity structure. For the numerical analysis, five types of slit coater nozzle presented.(Model Ⅰ～Ⅴ) For the first procedure, model Ⅰ analyzed by FLUENT for foundation data. Thereafter model Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ and Ⅴ are formed by GAMBIT then analyzed by FLUENT. Also we select model Ⅰ and Ⅴ for ascertain the correlation the velocity of slit coater nozzle tip and cavity structure According to the calculation result of model Ⅰ～Ⅴ, we discovered that uniformity of velocity improved when cavity radius increase. (Model Ⅰ0.13%, Model Ⅴ 0.038%) At slit coater nozzle cavity, the velocity of model Ⅰ is more faster than model Ⅴ and pressure distribution of model Ⅰ is lower than model Ⅴ. Moreover, these trends continue at narrow nozzle starting point. At Narrow nozzle which located from bottom of cavity, the velocity of model Ⅰ is lower than model Ⅴ. Model Ⅰ's velocity and pressure distribution at end of cavity are high and low, this condition increase the flow rate of end of cavity. It follows as a consequence that model Ⅰ's flow rate of end of cavity is higher than model Ⅴ's flow rate of end of cavity. Moreover, this condition influenced to disturbance effect to narrow nozzle. In case of model Ⅰ, the disturbance effect continues at end of narrow nozzle and cause low uniformity of velocity. The calculation result of model Ⅰ and Ⅴ, The tip velocity of model Ⅰ is within the range of 17.027～17.072mm/s and the uniformity is 0.13%. Moreover, the tip velocity of model Ⅴ is within the range of 17.051～17.064mm/s and the uniformity is 0.038%. The calculation result shows a improvement that 0.092% of uniformity of tip velocity. Also, It follows as a consequence that cavity radius and cavity structure are closely related to uniformity of tip velocity.
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