KR100985016B1 - Apparatus for forming a pattern on a substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 패턴형성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저를 이용하여 기판 상에 선형 패턴을 형성하는 패턴형성 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a pattern forming apparatus, and more particularly, to a pattern forming apparatus for forming a linear pattern on a substrate using a laser.
최근의 반도체 및 정보처 기술의 급속한 발전에 따라 경량 소형이면서 고해상도, 저전력화 및 친환경적인 장점을 갖는 액정표시(Liquid Crystal Display, LCD)장치가 광범위하게 사용되고 있다. 이와 같은 장점에 의해, 최근에는 이동통신 단말기의 스크린과 같은 소형 표시장치에서 컴퓨터 및 텔레비전의 모니터와 같은 대형 표시장치로 그 응용범위가 급격하게 확산되고 있다. BACKGROUND With the recent rapid development of semiconductor and information technology, liquid crystal display (LCD) devices having light weight, small size, high resolution, low power, and environmentally friendly advantages are widely used. Due to these advantages, the application range of these devices has recently been rapidly spread from small display devices such as screens of mobile communication terminals to large display devices such as monitors of computers and televisions.
그러나, LCD 장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 외부로부터 광을 받아 화상을 형성하는 수광형 소자이므로 별도의 광원이 제공되어야 한다. 이에 따라, 문자, 이미지 및 영상과 같은 처리된 정보를 표시하는 액정패널의 뒤쪽에 면발광체인 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)을 배치하는 것이 일반적이다. However, since the LCD device itself is a light-receiving element that does not form an image by emitting light, but receives light from the outside to form an image, a separate light source must be provided. Accordingly, it is common to arrange a back light unit (BLU), which is a surface light emitting body, behind the liquid crystal panel displaying processed information such as text, images, and images.
이러한 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하방식과 에지방식으로 구분되며, 광원이 상기 액정패널의 양 측단에 배치되는 에지방식의 백라이트 유닛은 광원에서 발생한 선광원을 액정패널의 하부로 균일하게 유도하기 위한 도광판을 포함한다. 측부에 배치된 광원에서 방출된 광은 도광판의 측면을 통하여 입사되고 도광판 내부를 통과하는 동안 배면에 형성된 산란패턴에 의해 산란되어 백라이트 유닛의 전면을 통하여 균일하게 상기 액정패널로 입사된다. 일반적으로 상기 산란패턴은 상기 도광판의 배면에 다양한 형상을 갖는 커팅 홈이나 도트와 같은 돌출부를 규칙적 또는 불규칙적으로 배열하여 형성한다. The backlight unit is divided into a direct method and an edge method according to the position of the light source, and the edge type backlight unit in which the light source is disposed at both side ends of the liquid crystal panel to uniformly guide the line light source generated from the light source to the lower part of the liquid crystal panel. It includes a light guide plate for. The light emitted from the light source disposed in the side part is incident through the side surface of the light guide plate and scattered by the scattering pattern formed on the rear surface while passing through the inside of the light guide plate and uniformly enters the liquid crystal panel through the front surface of the backlight unit. In general, the scattering pattern is formed by regularly or irregularly arranging protrusions such as cutting grooves or dots having various shapes on the rear surface of the light guide plate.
이때, 도광판의 배면에 상기 산란패턴을 형성하기 위하여 인쇄방식, 사출방식 및 노광방식 등이 이용되고 있었으나 복잡한 전처리 및 후처리 공정이 요구되고 패널의 대형화에 부합하지 못하는 문제점이 있어서 최근에는 레이저를 이용한 패턴형성 방법이 개발되고 있다. 특히, 인라인 공정을 통하여 일정하게 공급되는 가공대상 기판의 상부에서 레이저 헤드를 일정한 속도로 회전시켜 기판에 대한 패턴 형성공정의 효율을 높이고 처리속도를 개선한 인라인 타입의 패턴형성 장치에 대한 개발이 집중적으로 진행되고 있다. At this time, the printing method, the injection method and the exposure method have been used to form the scattering pattern on the back surface of the light guide plate. Pattern forming methods are being developed. In particular, the development of an inline type pattern forming apparatus that improves the efficiency of the pattern forming process and improves the processing speed by rotating the laser head at a constant speed in the upper part of the substrate to be uniformly supplied through the inline process is intensive. Is going on.
그러나, 상기 인라인 타입의 패턴형성 장치는 레이저 헤드의 회전에 의해 패턴을 형성하므로 도광판에 형성되는 도트패턴이 레이저 헤드가 이동하는 회전궤적에 대응하는 직선형상을 구비하여 반사되는 광의 균일도를 저해하는 문제점이 있다. However, since the inline type pattern forming apparatus forms a pattern by the rotation of the laser head, the dot pattern formed on the light guide plate has a linear shape corresponding to the rotational trajectory of the laser head to hinder the uniformity of reflected light. There is this.
본 발명의 일 목적은 레이저를 이용하여 기판 상에 선형 패턴을 가공할 수 있는 패턴형성 장치를 제공하는 것이다. One object of the present invention is to provide a pattern forming apparatus capable of processing a linear pattern on a substrate using a laser.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴형성 장치는 길이방향을 따라 상면에 가공대상 기판이 정렬되는 지지대, 상기 지지대의 상부에 배치되어 상기 기판을 가공하기 위한 레이저를 발생하는 레이저 생성유닛, 상기 지지대의 상부에서 회전하면서 상기 레이저를 상기 기판의 상면으로 유도하여 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 레이저 조사유닛, 및 상기 레이저 조사유닛의 회전운동을 상기 지지대의 폭 방향을 따른 선형운동으로 변환시키는 운동변환 유닛을 포함한다. Pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a support that the substrate to be processed is aligned on the upper surface in the longitudinal direction, disposed on top of the support to generate a laser for processing the substrate A laser generating unit, a laser irradiation unit for guiding the laser to the upper surface of the substrate while rotating in the upper portion of the support, and forming a pattern on the substrate, and linear rotation of the laser irradiation unit along the width direction of the support And a motion conversion unit for converting the motion.
일실시예로서, 상기 레이저 생성유닛은 상기 지지대의 상부에 배치되어 상기 레이저를 생성하는 레이저 발생기 및 상기 레이저 발생기를 지지하며 상기 레이저 조사유닛과 회전가능하게 연결되는 지지부재를 포함한다. 예를 들면, 상기 지지부재는 상기 지지대에 대칭적으로 고정되는 한 쌍의 제1 수직부재 및 상기 제1 수직부재에 고정되어 상기 지지대의 폭 방향을 따라 횡단하는 상판, 상기 상판에 회전 가능하게 고정되는 회전판을 구비하며, 상기 레이저 발생기는 상기 회전판의 상면에 배치되고 상기 회전판은 상기 상판과의 교차점으로부터 상기 회전판의 단부까지의 거리를 반경으로 하는 원호를 따라 상기 지지대의 상부에서 회전하도록 구성할 수 있다. In one embodiment, the laser generating unit includes a laser generator for generating the laser and a support member rotatably connected to the laser irradiation unit disposed on top of the support. For example, the support member is fixed to the pair of first vertical members symmetrically fixed to the support and the first vertical member and the top plate to cross in the width direction of the support, rotatably fixed to the top plate And a rotating plate arranged on the upper surface of the rotating plate, wherein the rotating plate can be configured to rotate on an upper portion of the support along an arc having a radius of a distance from an intersection point with the upper plate to an end of the rotating plate. have.
일실시예로서, 상기 레이저 조사유닛은 상기 레이저 발생기와 대향하도록 배치되어 상기 레이저를 반사하는 반사경, 반사된 상기 레이저를 집속하여 상기 기판으로 집중시키는 초점렌즈 및 상기 반사경 및 상기 반사경과 상기 초점렌즈 사이에 광 경로를 형성하는 몸체를 포함한다. In one embodiment, the laser irradiation unit is disposed to face the laser generator, a reflecting mirror reflecting the laser, a focus lens for focusing the reflected laser to the substrate and between the reflecting mirror and the reflecting mirror and the focus lens It includes a body forming a light path.
일실시예로서, 상기 운동변환 유닛은 상기 회전판과 상기 몸체 사이의 결합거리를 가변적으로 조절하면서 상기 회전판과 상기 몸체를 연결하는 신축 결합기 및 상기 회전판의 회전에 따라 상기 몸체를 선형으로 이동시키는 선형 변환기를 포함한다. 이때, 상기 회전판은 길이방향을 따라 형성된 슬롯(slot)을 더 포함하며 상기 신축 결합기는 상기 회전판의 회전에 의해 상기 슬롯을 따라 직선 이동하도록 상기 슬롯에 삽입되는 연결봉(connecting rod)을 구비할 수 있다. In one embodiment, the movement conversion unit is a flexible coupler for connecting the rotating plate and the body and the linear transducer for linearly moving the body in accordance with the rotation of the rotating plate while variably adjusting the coupling distance between the rotating plate and the body It includes. In this case, the rotating plate may further include a slot formed along a longitudinal direction, and the elastic coupler may include a connecting rod inserted into the slot to linearly move along the slot by the rotation of the rotating plate. .
일실시예로서, 상기 선형 변환기는 상기 몸체의 외측 표면과 접촉하고 상기 지지대의 폭 방향을 따라 연장하여 상기 몸체를 선형 이동시키는 가이드 부재 및 상기 제1 수직부재와 상기 지지대의 길이방향을 따라 일정거리만큼 이격되게 배치되고 상기 가이드 부재와 연결되는 한 쌍의 제2 수직부재를 포함한다. 상기 선형 변환기는 상기 제2 수직부재와 연결되며 상기 가이드 부재와 나란하게 상기 지지대의 폭 방향을 따라 연장하여 상기 가이드 부재와 상기 몸체의 접촉을 유지하는 보조부재를 더 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 가이드 부재, 상기 보조부재 및 상기 제2 수직부재는 서로 일체로 배치되며 상기 몸체는 상기 가이드 부재와 상기 보조부재 사이에 배치되어 상기 지지대의 폭 방향을 따라 연장하는 개구를 관통하여 상기 가이드 부재와 상기 보조부재는 동시에 상기 몸체의 측면과 접촉할 수 있다. In one embodiment, the linear transducer is a guide member for contacting the outer surface of the body and extending along the width direction of the support to linearly move the body, and a predetermined distance along the longitudinal direction of the first vertical member and the support. And a pair of second vertical members disposed spaced apart by each other and connected to the guide member. The linear transducer may further include an auxiliary member connected to the second vertical member and extending along the width direction of the support side by side with the guide member to maintain contact between the guide member and the body. For example, the guide member, the auxiliary member, and the second vertical member are integrally disposed with each other, and the body is disposed between the guide member and the auxiliary member and passes through an opening extending along the width direction of the support. The guide member and the auxiliary member may be in contact with the side of the body at the same time.
일실시예로서, 한 쌍의 상기 레이저 발생기가 상기 회전판의 양 단부에 배치되며, 한 쌍의 상기 레이저 조사유닛 및 한 쌍의 상기 운동변환 유닛이 상기 레이저 발생기와 각각 대응하도록 상기 기판의 길이방향을 따라 상기 상판에 대하여 대칭적으로 각각 배치된다. In one embodiment, a pair of the laser generator is disposed at both ends of the rotating plate, and the pair of the laser irradiation unit and the pair of motion conversion unit to the longitudinal direction of the substrate so as to correspond to the laser generator, respectively Accordingly arranged symmetrically with respect to the top plate.
일실시예로서, 상기 지지대는 상면에 배치되어 상기 길이방향을 따라 연장하는 이송 가이드 및 상기 이송 가이드와 착탈 가능하게 연결되며 상기 기판이 고정되는 이송 테이블을 구비하며 상기 이송테이블은 상기 이송가이드를 따라 이송피치 단위로 상기 지지대의 길이방향을 따라 이동한다. In one embodiment, the support is provided on the upper surface is provided with a transfer guide extending along the longitudinal direction and detachably connected to the transfer guide and the transfer table is fixed to the substrate and the transfer table along the transfer guide Move along the longitudinal direction of the support in the feed pitch unit.
일실시예로서, 상기 회전판은 상기 지지대의 상부에서 시계방향 또는 반시계방향을 따라 서로 교호적으로 회전하며 상기 기판은 상기 회전판의 회전방향이 변경되는 동안 상기 이송가이드를 따라 상기 이송피치만큼 이동한다. In one embodiment, the rotating plate rotates alternately along the clockwise or counterclockwise direction at the top of the support and the substrate moves by the conveying pitch along the transfer guide while the rotation direction of the rotating plate is changed. .
본 발명에 의하면, 지지대의 상부로 연속적으로 공급되는 기판에 대하여 레이저 생성유닛의 회전에도 불구하고 폭 방향을 따라 선형적으로 정렬되는 선형패턴을 형성할 수 있다. 종래에는, 레이저 생성유닛의 회전이동에 따라 도광판에 형성되는 도트패턴이 직선형으로 가공되어 상기 도광판으로부터 반사되는 광의 균일도를 현저하게 개선할 수 있다. According to the present invention, it is possible to form a linear pattern linearly aligned along the width direction in spite of the rotation of the laser generating unit with respect to the substrate continuously supplied to the upper portion of the support. Conventionally, the dot pattern formed on the light guide plate is processed in a straight line according to the rotational movement of the laser generating unit, thereby remarkably improving the uniformity of the light reflected from the light guide plate.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 패턴형성 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 패턴형성 장치의 신축결합기를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 패턴형성 장치의 선형 변화기를 상세하게 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 패턴형성 장치를 이용하여 패턴을 형성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 도 4에 도시된 패턴 형성방법의 선형패턴 형성단계를 나타내는 흐름도이다.1 is a perspective view schematically showing a pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the elastic coupler of the pattern forming apparatus shown in FIG. 1 according to one embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a perspective view illustrating in detail a linear changer of the pattern forming apparatus illustrated in FIG. 1.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of forming a pattern using the pattern forming apparatus shown in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a linear pattern forming step of the pattern forming method illustrated in FIG. 4 according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다. In each of the drawings of the present invention, the size or dimensions of the structures are shown to be enlarged or reduced than actual for clarity of the invention.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. In the present invention, the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, But should not be construed as limited to the embodiments set forth in the claims.
즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. That is, the present invention may be modified in various ways and may have various forms. Specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
패턴형성 장치Pattern Forming Device
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 패턴형성 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 1 is a perspective view schematically showing a pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 패턴형성 장치(1000)는 길이방향을 따라 상면에 가공대상 기판(S)이 정렬되는 지지대(100), 상기 지지대(100)의 상부에 배치되어 상기 기판(S)을 가공하기 위한 레이저를 발생하는 레이저 생성유닛(200), 상기 지지대의 상부에서 회전하면서 상기 레이저를 상기 기판(S)의 상면으로 유도하여 상기 기판(S) 상에 패턴을 형성하는 레이저 조사유닛(300) 및 상기 레이저 조사유닛(300)의 회전운동을 상기 폭 방향을 따른 선형운동으로 변환시키는 운동변환 유닛(400)을 구비한다. Referring to Figure 1, the
일실시예로서, 상기 지지대(100)는 상면에 가공대상 기판을 정렬하여 패터닝 공정을 수행하고 공정완료 후 기판(S)을 이송한다. 상기 지지대(100)는 평탄한 평면을 갖도록 가공된 상면을 구비하는 지지평판(110), 지지평판(110)의 상면에 배치되어 기판(S)이 안착되는 이송테이블(120) 및 상기 이송테이블(120)의 하면에 착탈식으로 연결되어 이송테이블(120)을 선형 이송할 수 있는 이송 가이드(130)를 포함한다. In one embodiment, the
상기 지지평판(110)은 이송 가이드(130)를 따른 기판 테이블(120)의 움직임 에 의한 진동을 수용할 수 있을 정도의 내진성과 레이저 가공에 의한 열팽창을 충분히 흡수하는 내열성을 갖는 재질로 구성된다. 또한, 진동과 열팽창을 충분히 흡수 하고 상기 패턴형성 장치(1000)의 설치 편의성을 저해하지 않는 정도의 하중을 갖도록 가능한 얇은 두께를 갖는다. 예를 들면, 상기 기지평판(110)은 소정의 두께를 갖는 평판 암석이나 퀄츠 등으로 구성될 수 있다. The
일실시예로서, 상기 지지평판(110)은 도 2에 도시된 좌표축을 기준으로 x방향으로 연장하는 폭, y방향으로 연장하는 길이 및 z방향으로 연장하는 두께를 갖도록 제공되며 상기 폭보다 적어도 10배 이상의 길이를 갖는 길이를 가지며 상기 길이방향의 제1 단부로부터 상기 기판(S)이 제공되어 패터닝 공정이 시작되고 상기 제1 단부와 대응하는 제2 단부를 통하여 공정이 완료된 상기 기판(S)이 배출된다. 따라서, 상기 기판은 y방향을 따라 상기 지지대(100)의 일측으로부터 이와 대향하는 타측을 향하여 일렬로(in-line) 순차적으로 이송되면서 패터닝 공정을 겪는다. In one embodiment, the
상기 이송 테이블(120)은 다수의 진공흡입 구멍을 구비하여 상기 기판(S)을 진공흡착에 의해 고정한다. 바람직하게는, 상기 이송 테이블(120) 상에서 상기 기판의 초기 패터닝 위치가 후술하는 초점렌즈의 하부에 대응하도록 정렬하는 기판 정렬기(미도시)를 더 포함할 수 있다. The transfer table 120 includes a plurality of vacuum suction holes to fix the substrate S by vacuum suction. Preferably, the substrate table may further include a substrate aligner (not shown) for aligning the initial patterning position of the substrate to correspond to the lower portion of the focus lens, which will be described later.
상기 이송 가이드(130)는 상기 지지평판(110)의 상면에 배치되며 상기 이송 테이블(120)의 하면에 배치된 이송자(미도시)와 서로 결합된다. 상기 이송자는 선형 모터 또는 볼 스크류 모터 등과 같은 구동수단(미도시) 및 스케일(미도시)을 구비한다. 이에 따라, 상기 이송 테이블(120)은 y축을 따라 연장된 이송 가이드(130)를 따라 미리 설정된 이송피치 단위로 선형 이송된다. 바람직하게는, 상기 스케일의 위치를 센싱하여 이송속도 및 이송 거리를 감지할 수 있는 감지센서(미도시)를 더 구비할 수 있다. The
상기 기판(S)은 레이저 가공을 통하여 표면에 소정의 패턴을 형성하기 위한 기판이라면 그 용도와 형상에 구애되지 않는다. 예를 들면, 웨이퍼와 같이 반도체 소자를 가공하기 위한 반도체 기판, 평판 표시장치를 제조하기 위한 유리기판 및 상기 평판 표시장치의 백라이트 어셈블리의 도광판 등을 포함할 수 있다. 본 실시예의 경우, 액정표시장치의 백라이트 어셈블리용 도광판에 대하여 광 산란을 위한 도트패턴을 형성하는 것을 예시적으로 개시한다. 그러나, 도광판용 도트 패턴뿐만 아니라 다양한 패턴의 형성에 본 발명의 패턴형성 장치가 이용될 수 있음은 자명하다. The substrate S is not limited to its use and shape as long as it is a substrate for forming a predetermined pattern on the surface through laser processing. For example, the semiconductor substrate may include a semiconductor substrate for processing a semiconductor device such as a wafer, a glass substrate for manufacturing a flat panel display, and a light guide plate of a backlight assembly of the flat panel display. In the present exemplary embodiment, the dot pattern for light scattering is exemplarily described for the light guide plate for the backlight assembly of the liquid crystal display device. However, it is apparent that the pattern forming apparatus of the present invention can be used to form not only the dot pattern for the light guide plate but also various patterns.
일실시예로서, 상기 레이저 생성유닛(200)은 일정한 주기를 갖는 레이저를 생성하여 상기 레이저 조사유닛(300)으로 방사한다. 일실시예로서, 상기 레이저 생성유닛(200)은 상기 지지대(100)에 대칭적으로 고정되는 한 쌍의 제1 수직부재(210) 및 상기 제1 수직부재(210)에 고정되어 상기 지지대(100)의 폭 방향을 따라 횡단하는 상판(220), 상기 상판(220)에 회전 가능하게 고정되는 회전판(230) 및 상기 회전판(230)의 상면에 고정되어 상기 회전판(230)의 회전에 따라 회전하며 상기 레이저를 발생하는 레이저 발생기(240)를 구비한다. In one embodiment, the
상기 제1 수직부재(210)는 상기 지지평판(110)의 폭 방향 주변부로부터 각각 상방(z축 방향)으로 돌출하여 상기 지지평판(110)의 중심선에 대하여 서로 대칭적으로 배치된다. 한편, 상기 상판(220)은 상기 제1 수직부재(210)에 고정되고 상기 지지대(100)의 폭 방향을 따라 횡단하도록 연장되어 상기 지지평판(110)과 공간상에서 서로 교차하게 배치된다. 이에 따라, 상기 제1 수직부재(210) 및 상기 상판(220)은 상기 지지대(100)를 횡단하는 교각(bridge) 형상으로 배치되어 하부에 상기 기판(S) 이송을 위한 이송공간을 구비한다. The first
상기 제1 수직부재(210)는 육각기둥 또는 원형의 실린더 형상을 구비하며 상기 지지평판(110)의 상면으로부터 일정한 높이를 갖는다. 예를 들면, 상기 제1 수직부재(210)는 후술하는 상기 레이저 조사유닛(240)의 형상과 배치를 고려하여 상기 기판(S)의 상부에 상기 레이저 조사유닛(240)의 초점렌즈를 충분히 위치시킬 수 있을 정도의 높이를 갖도록 구성한다. 또한, 상기 제1 수직부재(210))는 상기 상판(220)의 표면에 회전 가능하도록 배치되는 상기 회전판(230)의 회전에 의해 발생하는 진동 및 스트레인(strain)을 충분히 흡수할 수 있을 정도의 강도와 강성을 갖는다. 특히, 상기 기판(S)의 이송을 방해하지 않는 범위에서 가능한 한 넓은 단면적을 갖도록 배치하여 상기 진동 및 스트레인에 대하여 충분히 저항할 수 있도록 구성한다. The first
예를 들면, 상기 상판(220)은 x방향을 따라 연장하는 슬렌더(slender)형 부재로 구성된다. 또한, 상기 상판(220)의 표면은 상기 지지평판(110)의 상면과 마찬가지로 평탄한 면을 갖도록 가공되어 상기 지지평판(110)의 상면과 상기 상판(220)의 표면은 실질적으로 서로 평행한 평면을 구성한다. For example, the
상기 회전판(230)은 상기 상판(220)의 표면에 회전 가능하도록 배치된다. 예를 들면, 상기 회전판(230)은 슬렌더형 부재로 구성되어 상기 지지평판(110)과 나란한 평면을 이루도록 배치된다. The
본 실시예의 경우 상기 상판(220)과 회전판(230)의 교차점은 y축을 따르는 상기 지지평판(110)의 중심선 상에 배치된다. 즉, 상기 상판(220)과 회전판(230)의 교차점은 상기 지지평판(110) 폭의 중점 상에 위치한다. 그러나, 상기 회전판(230)의 위치는 상기 패턴형성 장치(1000)의 사용 환경이나 가공대상 기판의 특성 등에 따라 상이할 수 있음은 자명하다. 또한, 상기 회전판(230)의 표면은 상기 지지평판(110)의 상면 및 상기 상판(230)의 표면과 마찬가지로 평탄한 면을 갖도록 가공되어 상기 지지평판(110)의 상면 및 상기 상판(220)의 표면과 실질적으로 평행한 평면을 구성한다. In the present embodiment, the intersection of the
도시되지는 않았지만, 상기 회전판(230)은 회전 모터(미도시) 및 상기 회전 모터의 구동력을 제어하여 상기 회전판의 회전량을 조절하는 회전 조절자(미도시)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 회전모터는 시계방향 또는 반시계방향으로 상기 회전판(230)을 회전시키며 일정한 주기로 시계방향 및 반시계방향을 따라 정회전 및 역회전을 할 수 있다. 이에 따라, 상기 회전판(230)은 상기 중점으로부터 상기 회전판(230)의 단부까지의 거리를 반경으로 하는 원호를 따라 상기 지지대(100)의 상부에서 정회전 또는 역회전할 수 있다. Although not shown, the
상기 회전판(230)은 단부의 일부가 개구되어 후술하는 연결봉(412)이 삽입되는 슬롯(231)을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 회전판(230)의 단부 일부가 상기 지지평판(110)의 길이방향 및 폭 방향을 따라 일정한 길이 및 폭을 갖도록 절개하여 상기 슬롯(231)을 형성하고 상기 슬롯(230)의 절개된 단면에 상기 연결봉(412)의 선형이동을 위한 이송 홈(미도시)을 배치할 수 있다. The
상기 레이저 발생기(240)는 상기 회전판(230)의 상면에 고정되어 레이저를 생성한다. 상기 레이저 발생기(240)는 상기 기판(S)의 표면을 용융 또는 용해시켜 상기 기판의 표면에 소정의 패턴을 형성한다. 따라서, 상기 레이저 발생기(240)는 상기 기판의 재질에 따라 기판의 표면을 용융 또는 용해하기에 적절한 파장을 갖도록 레이저를 발생한다. The
적외선(IR) 및 자외선(UV) 레이저에서 선택할 수 있는 레이저들은 펄스 발진형 또는 연속파형의 가스 레이저들 및 고상 레이저들을 포함한다. 가스 레이저의 예들은 CO2 레이저, 엑시머 레이저, Ar 레이저, Kr 레이저 등을 포함한다. 고상 레이저들의 예들은 YAG 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저, YAlO3 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드리트 레이저, Ti:사파이어 레이저, Y2O3 레이저 등을 포함한다. 여기에서, 고상 레이저는 Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co, Ti, Yb 또는 Tm으로 도핑된 YAG, YVO4, YLF, YAlO3 등의 결정들을 이용할 수 있다. 이런 레이저들은 1㎛ 파장대역의 기본파를 가지는 레이저빔을 제공하게 된다. 바람직하게는 펄스 발진형 CO2 레이저를 선택하여 사용한다.Lasers selectable from infrared (IR) and ultraviolet (UV) lasers include pulsed or continuous wave gas lasers and solid state lasers. Examples of gas lasers include CO 2 lasers, excimer lasers, Ar lasers, Kr lasers, and the like. Examples of solid state lasers include YAG laser, YVO4 laser, YLF laser, YAlO3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, Ti: sapphire laser, Y2O3 laser and the like. Here, the solid-state laser may use crystals of YAG, YVO 4, YLF, YAlO 3, and the like doped with Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co, Ti, Yb, or Tm. These lasers provide a laser beam having a fundamental wave of 1 탆 wavelength band. Preferably, a pulse oscillation type CO2 laser is selected and used.
상기 레이저 발생기(240)의 위치 및 개수는 패턴형성 장치(1000)의 사용 환경 및 공정조건 등에 따라 상이할 수 있다. 본 실시예의 경우 공정효율을 고려하여 상기 회전판(230)의 양 단부에 하나씩 배치되어 한 쌍의 레이저 발생기(240)가 제공될 수 있다. The position and number of the
상기 레이저 조사유닛(300)은 상기 레이저 발생기(240)에서 발생된 레이저를 상기 회전판(230)의 하부에 배치된 기판(S)으로 유도하여 기판의 표면을 용해 또는 용융시켜 패턴을 형성한다. The
예를 들면, 상기 레이저 조사유닛(300)은 상기 레이저 발생기(240)와 대향하도록 배치되어 상기 레이저를 반사하는 반사경(310), 반사된 상기 레이저를 집속하여 상기 기판(S)으로 집중시키는 초점렌즈(320) 및 상기 반사경(310)과 상기 초점렌즈(320) 사이에 상기 레이저가 진행하는 광 경로를 형성하는 몸체(330)를 포함한다. For example, the
상기 몸체(330)는 상기 기판(S)의 표면에 수직하도록 z축을 따라 연장되며 내부에 공동(void)을 구비하는 중공형(shallow) 실린더 형상을 구비한다. 상기 반사경(310)은 상기 실린더형 몸체(330)의 상부에 배치되며 상기 레이저 발생기(240)와 동일한 평면상에 배치되어 레이저가 입사된다. 상기 초점렌즈(320)는 상기 몸체(330)의 하단에 배치되며 상기 반사경(310)과 z축을 따라 일렬로 배치되어 상기 반사경으로부터 반사된 레이저를 상기 기판(S)의 표면으로 집중시킨다. The
상기 반사경(310)은 상기 레이저 발생기(240)의 레이저 방출단(미도시)과 대향하도록 배치되어 상기 레이저 발생기(240)에서 방출된 레이저를 반사시킨다. 이에 따라, 상기 레이저의 광 경로를 변경한다. 따라서, 상기 반사경(310) 표면에서의 입사각과 반사각을 적절하게 조절함으로써 상기 레이저 발생기(240)에서 발생된 레이저를 상기 기판(S)으로 유도할 수 있다. 이에 따라, 상기 반사경(310)을 조절하여 상기 레이저 광의 입사각과 반사각을 적절히 조절할 수 있다면 상기 기판(S)의 위치를 반드시 지지평판(110)의 상면으로 한정되지 않고 다양하게 변형할 수 있음은 자명하다. The
상기 반사경(310)으로부터 반사된 레이저는 상기 초점렌즈(320)로 집속되어 레이저 빔을 형성한다. 바람직하게는, 상기 초점렌즈(320)의 측부에 상기 기판(S) 표면과 상기 초점렌즈(320) 사이의 초점거리를 조절하여 기판(S) 표면으로 조사되는 레이저의 에너지를 극대화 할 수 있는 초점거리 조절부재(미도시)를 더 배치할 수도 있다. 이때, 상기 반사경(310)은 후술하는 바와 같이 신축 결합기(410)의 연결봉(412)과 일체로 형성되어 상기 레이저 발생기(240)와 함께 회전한다. 따라서, 상기 반사경(310)과 상기 레이저 발생기(240)는 상기 레이저 발생기(240)의 회전에도 불구하고 항상 대면배치 구조를 유지할 수 있다. The laser reflected from the
상기 몸체(330)는 후술하는 신축 결합기(410)에 의해 상기 회전판(230)과 연결되어 회전판(230)의 회전에 따라 선형 이동한다. 즉, 상기 몸체(330)는 상기 회전판(230)의 회전력에 의해 구동되어 상기 지지평판(110)의 폭 방향을 따라 선형적으로 이동한다. 이에 따라, 상기 초점렌즈(320)는 상기 기판(S)의 상부에서 선형 이동하며 상기 기판(S)의 표면에는 선형 패턴이 형성된다. The
본 실시예의 경우, 상기 레이저 조사유닛(300)은 한 쌍의 레이저 발생기(240)와 대응하도록 상기 지지대(100)의 길이방향을 따라 상판(220)에 대하여 대칭적으로 한 쌍이 배치되어 패터닝 공정의 공정효율을 높일 수 있다. In this embodiment, the
본 실시예에서, 상기 레이저 조사유닛(300)의 회전력은 상기 레이저 생성유닛(200)에 의해 인가되는 것을 예시하고 있지만 이는 일실시예에 불과하며 다양한 수단에 의해 상기 레이저 조사유닛(300)으로 회전력을 인가할 수 있다. 예를 들면, 상기 레이저 발생기(240)와 상기 반사경(310)의 광경로만 보장된다면 독립적인 동력원에 의해 회전할 수도 있음은 자명하다. 이때, 상기 레이저 생성유닛(200)은 상기 레이저를 발생하고 상기 반사경(310)으로 공급할 수 있기만 하면 족하므로 상기 레이저 발생기(240)는 다양한 위치에 배치될 수 있음도 자명하다. In this embodiment, the rotational force of the
상기 운동변환 유닛(400)은 레이저 생성유닛(200)과 레이저 조사유닛(300)을 서로 연결하여 회전판(230)의 회전운동을 상기 몸체(330)의 직선운동으로 변환시킨다. 이에 따라, 레이저 조사유닛(300)은 상기 레이저 생성유닛(200)의 회전에 따라 지지대(100)의 폭 방향을 따라 움직이는 직선운동을 수행한다. The
예를 들면, 상기 운동변환 유닛(400)은 상기 회전판(230)과 상기 몸체(330) 사이의 결합거리를 가변적으로 조절하면서 상기 회전판(230)과 상기 몸체(330)를 서로 연결하는 신축 결합기(flexible connector, 410) 및 상기 회전판(230)의 회전운동을 x방향을 따른 몸체(330)의 직선운동으로 변환하는 선형 변환기(linear transformer, 420)를 포함한다. For example, the
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 패턴형성 장치의 신축결합기를 개략적으로 나타내는 사시도이다. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the elastic coupler of the pattern forming apparatus shown in FIG. 1 according to one embodiment of the present invention. FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 신축 결합기(410)는 상기 회전판(230)의 회전에 의해 상기 슬롯(231)을 따라 이동하도록 상기 슬롯(231)에 삽입되는 연결봉(connecting rod, 412)을 구비한다. 1 and 2, the
예를 들면, 상기 레이저 발생기(240)가 배치된 상기 회전판(230)의 단부 일부를 제거하여 상기 슬롯(231)을 형성하고 상기 슬롯(231)의 측면에 따라 형성된 이송 홈을 따라 상기 연결봉(412)을 삽입한다. 이때, 상기 이송 홈의 내부에는 그리스와 같은 윤활유를 이용하거나 롤러(미도시)와 같은 마찰제거 보조부재를 이용하여 상기 슬롯(231)을 따라 상기 연결봉(412)이 직선 운동하는 경우의 마찰력을 최소화 할 수 있다. For example, a portion of the end portion of the
이때, 상기 반사경(310)은 상기 연결봉(412)의 단부 상면에 배치되며 상기 몸체(330)는 상기 연결봉(412)의 단부 하면에 연결되어 상기 반사경(310)에 의해 반사된 레이저는 상기 연결봉(412)을 관통하여 상기 몸체(330)로 공급된다. 이에 따라 상기 연결봉(412)의 단부에는 상기 레이저를 z축 방향으로 진행시키기 위한 관통 홀(미도시)을 더 포함할 수 있다. In this case, the
도 3은 도 1에 도시된 패턴형성 장치의 선형 변화기를 상세하게 나타내는 사시도이다. FIG. 3 is a perspective view illustrating in detail a linear changer of the pattern forming apparatus illustrated in FIG. 1.
도1 및 도 3을 참조하면, 상기 선형 변환기(420)는 상기 몸체(330)를 상기 지지대(100)의 폭 방향을 따라 직선 이동시킨다. 일실시예로서, 상기 선형 변화기(420)는 상기 몸체(330)의 외측 표면과 접촉하고 상기 지지대(100)의 폭 방향을 따라 연장하여 상기 몸체(330)를 선형 이동시키는 가이드 부재(421) 및 상기 제1 수직부재(210)와 상기 지지대(100)의 길이방향인 y축 방향을 따라 일정거리만큼 이격되게 배치되고 상기 가이드 부재(421)와 연결되는 한 쌍의 제2 수직부재(422)를 포함한다.1 and 3, the
예를 들면, 상기 제2 수직부재(422)는 상기 제1 수직부재(210)와 같이 육각기둥 또는 원형의 실린더 형상을 구비하고 상기 지지대(100)의 폭방향을 따라 대칭적으로 배치되며 상기 몸체(330)의 표면과 접촉하는 상기 가이드 부재(421)를 지지하고 고정한다. 따라서, 상기 가이드 부재(421)는 상기 지지대(100)를 횡단하도록 배치된다. 상기 제2 수직부재(422)는 상기 지지평판(110)의 상면으로부터 일정한 높이를 갖도록 형성하여 상기 가이드 부재(421)와 함께 상기 지지평판(110)을 횡단하는 교량(bridge) 형상을 갖도록 한다. 이에 따라, 상기 상판(220)의 하부에 형성된 기판 이송공간을 상기 가이드 부재(421)의 하부까지 연장할 수 있다. 상기 가이드 부재(421)는 상기 몸체(330)와 물리적 접촉을 유지하면서 상기 가이드 부재(421)를 따라 최소한의 마찰력으로 미끄럼 운동이나 구름 운동을 할 수 있는 선형 부재이면 다양한 형상 및 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체(330)의 표면과 상기 가이드 부재(421)는 서로 결합하는 요철구조를 구비하여 상기 가이드 부재(421)는 상기 몸체(330)가 이동하는 가이드 레일로 구성할 수 있다. For example, the second
특히, 상기 제2 수직부재(422)는 상기 몸체(330)와 접촉하는 가이드 부재(421)가 고정되므로 상기 가이드 부재(421)에 대한 상기 몸체(330)의 구동에 따른 진동과 스트레인을 충분히 흡수할 수 있을 정도의 강도와 강성을 갖도록 형성한다. 제1 수직부재와 마찬가지로 상기 몸체(330)와 가이드 부재(421)의 접촉을 방해하지 않는 범위에서 가능한 한 넓은 단면적을 갖도록 배치하여 상기 진동 및 스트레인에 대하여 충분히 저항할 수 있도록 구성한다.In particular, the second
부가적으로, 상기 선형 변환기(420)는 상기 제2 수직부재(422)에 고정되어 상기 지지대(100)의 폭 방향을 따라 횡단하며 상기 가이드 부재(421)를 따라 이송하는 상기 몸체(330)를 지지하여 상기 몸체(330)와 상기 가이드 부재(421)의 접촉을 유지하는 보조 부재(423)로서 보조 바를 더 구비할 수 있다. Additionally, the
예를 들면, 상기 가이드 부재(421)와 상기 보조부재(423)는 상기 제2 수직부재(422)에 고정되어 상기 지지평판(110)을 횡단하는 일체의 교량 구조물로서 제공될 수 있다. 상기 교량 구조물의 중앙부를 따라 개구(423a)를 형성하고 상기 개구(423a)를 한정하는 제1 측부를 상기 가이드 부재(421)로 이용하고 상기 제1 측부와 대면하고 상기 개구(423a)를 한정하는 제2 측부를 상기 보조부재(423)로 사용할 수 있다. 이에 따라, 상기 몸체(330)와 상기 가이드 부재(421)의 접촉상태를 일정하게 유지할 수 있다. For example, the
이에 따라, 상기 회전판(230)의 회전력은 상기 연결봉(412)에 의해 상기 몸체(330)로 전달되고 상기 몸체(330)는 상기 가이드 부재(421)를 따라 이동함으로써 상기 레이저 조사유닛(300)은 상기 지지대(100)의 폭 방향을 따라 선형적으로 이동할 수 있다. 즉, 상기 레이저 생성유닛(200)의 회전운동에도 불구하고 상기 기판 상에 형성되는 패턴은 상기 기판(S)의 폭 방향을 따라 선형적으로 정렬될 수 있다. Accordingly, the rotational force of the
상기 몸체(330)와 회전판(230) 사이의 이격거리(d)는 상기 레이저 발생기(240)가 상기 지지대(100)의 y방향을 따른 중심선과 나란한 경우에 최소값을 가지며 상기 회전판(230)이 회전하여 상기 기판(S)의 주변부에 배치되는 경우에 최대값을 갖는다. 따라서, 상기 회전판(230)이 상기 기판(S)의 상부를 연속적으로 회전하는 경우 상기 몸체(330)와 상기 회전판(230) 사이의 이격거리(d)는 최소값과 최대값 사이에서 변화한다. 상기 회전판(230)이 회전하는 경우 상기 연결봉(412)은 상기 슬롯(231)을 따라 회전판(230)의 길이방향을 따라 선형적으로 운동하므로 상기 슬롯(231)의의 외부로 노출되는 연결봉(412)의 노출길이의 변화에 의해 상기 이격거리 변화를 보정할 수 있다. 즉, 상기 슬롯(231)으로부터의 연결봉(412)의 노출길이는 상기 회전판(230)과 상기 몸체(330) 사이의 이격거리(d) 변화에 대응하여 연속적으로 변화할 수 있다. The separation distance d between the
본 실시예에서는 단일한 운동변환 유닛(400)이 구비된 패턴형성 장치를 개시하고 있지만, 상기 레이저 발생기(240)가 다수 배치되는 경우 각 레이저 발생기에 대응하는 레이저 조사유닛 및 각 레이저 조사유닛의 몸체와 접촉하는 운동변환 유닛을 배치할 수 있음은 자명하다. 상기 레이저 발생기, 레이저 조사유닛 및 운동변환유닛이 다수 배치되는 경우에는 각 레이저 조사유닛에 대응하는 기판에 대하여 동시에 패턴 형성공정이 수행될 수 있으므로 패턴형성 공정의 효율을 충분히 향상할 수 있다. Although the present embodiment discloses a pattern forming apparatus having a single
상기 회전판(230)은 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있으며 이에 따라 상기 몸체(330)는 상기 지지대(100)의 폭 방향을 따라 x방향 또는 -x방향으로 직선 이동할 수 있다. 선형이동의 방향은 상기 회전판(230)의 회전방향의 변화에 따라 변경되며 상기 회전방향의 변경 시간에 상기 기판은 정해진 이송피치만큼 이송할 수 있다. The
기판이 이송하는 동안에는 기판에 대한 패터닝 공정이 수행될 필요가 없으므로 상기 레이저의 조사를 억제할 필요가 있다. 그러나, 상기 레이저는 발생에 상당한 예비시간이 필요하므로 상기 기판 이송 시간동안 상기 반사경과 상기 레이저 발생기 사이에 레이저 흡수제(미도시)를 배치하여 레이저 발생기에서 발생된 레이저가 상기 반사경으로 입사되는 것을 일시적으로 방지할 수 있다. Since the patterning process for the substrate does not need to be performed during the transfer of the substrate, it is necessary to suppress the irradiation of the laser. However, since the laser requires a considerable reserve time for generation, a laser absorbent (not shown) is disposed between the reflector and the laser generator during the substrate transfer time to temporarily prevent the laser generated from the laser generator from entering the reflector. It can prevent.
도시하지는 않았지만, 상기 패턴형성 장치(1000)는 중앙 제어기를 통하여 상기 지지대(100)로의 가공대상 기판(S) 도입 및 정렬, 상기 레이저의 생성 및 조사, 상기 레이저 조사유닛(300)의 선형이동 및 가공이 완료된 기판(S)의 배출 등을 유기적으로 제어하여 원활한 패턴형성 공정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(S)의 표면에 일정한 형태로 반복되는 패턴을 형성할 수 있다. Although not shown, the
상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 패턴형성 장치에 의하면, 지지대의 상부로 연속적으로 공급되는 기판에 대하여 회전하는 레이저 생성유닛을 이용하여 폭 방향을 따라 선형적으로 정렬되는 선형패턴을 형성할 수 있다. 특히, 레이저 헤드의 회전궤적에도 불구하고 도광판의 표면에 형성되는 도트패턴을 선형적으로 형성함으로써 상기 도광판으로부터 반사되는 광의 균일도를 향상할 수 있다. According to the pattern forming apparatus according to the embodiment of the present invention as described above, by using a laser generating unit that rotates with respect to the substrate continuously supplied to the upper portion of the support to form a linear pattern aligned linearly in the width direction can do. In particular, in spite of the rotational trajectory of the laser head, the uniformity of the light reflected from the light guide plate may be improved by linearly forming a dot pattern formed on the surface of the light guide plate.
패턴 형성 방법Pattern Formation Method
이하에서는, 도 1 내지 도 3에 도시된 패턴형성 장치를 이용하여 기판의 표면에 다양한 종류의 패턴을 형성하는 방법을 설명한다. 예시적으로, 본 실시예에서는 백라이트용 도광판의 표면에 광 산란을 위한 도트 패턴을 형성하는 방법을 설명한다. 그러나, 도광판용 도트 패턴의 형성에만 본 발명이 적용되는 것이 아님은 자명하다. 또한, 본 실시예에서 상기 패턴형성 장치(1000)는 한 쌍의 레이저 발생기 및 한 쌍의 레이저 조사유닛을 구비하고 동시에 한 쌍의 기판에 대하여 패턴을 형성할 수 있는 듀얼 패턴형성 장치를 예시적으로 개시하고 있다. 그러나, 본 발명이 듀얼 패턴형성 장치에만 한정되는 것이 아님은 자명하다. Hereinafter, a method of forming various types of patterns on the surface of the substrate using the pattern forming apparatus shown in FIGS. 1 to 3 will be described. For example, in the present embodiment, a method of forming a dot pattern for scattering light on a surface of a light guide plate for a backlight will be described. However, it is obvious that the present invention is not applied only to the formation of the dot pattern for the light guide plate. In addition, in the present embodiment, the
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 패턴형성 장치를 이용하여 패턴을 형성하는 방법을 나타내는 흐름도이다. FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of forming a pattern using the pattern forming apparatus shown in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따라 기판의 표면에 패턴을 형성하기 위하여 먼저 상기 지지대(100)의 길이방향을 따라 그 상부에 가공대상 기판을 정렬한다(단계 S100). 1 to 4, in order to form a pattern on the surface of the substrate in accordance with an embodiment of the present invention first to align the substrate to be processed thereon along the longitudinal direction of the support (100) (step S100) .
일실시예로서, 상기 이송 테이블(120) 상에 가공대상 기판(S)을 안착시키고 상기 지지평판(120) 상에서 이동시켜 상기 초점렌즈(320)의 하부에 정렬한다. 이때, 상기 이송 테이블(120)에 배치된 상기 기판(S)은 진공 흡착 방식에 의해 상기 이송 테이블(120)에 고정된다. 즉, 상기 기판(S)은 상기 이송 가이드(130)를 따라 상기 지지평판(110)의 길이방향인 y축 방향을 따라 이송되어 일정한 위치에 정렬된다. 예를 들면, 후술하는 바와 같은 제1 선형패턴이 형성될 상기 기판의 폭 방향을 따라 상기 레이저 조사유닛(300)의 선형 궤적이 형성되도록 상기 기판(S)을 정렬할 수 있다. In one embodiment, the substrate S to be processed is seated on the transfer table 120 and moved on the
도시되지는 않았지만, 기판이 수납된 기판 카세트(미도시)를 상기 지지대(100) 일측부에 배치하고 상기 카세트로부터 순차적으로 상기 기판을 반출하여 상기 이송 테이블(120)로 공급한다. 상기 기판은 상기 카세트가 허용하는 매수 단위로 적재되어 한꺼번에 상기 지지대(100)로 이동될 수 있다. 이와 달리, 상기 기판이 수납된 버퍼공간과 상기 지지대(100) 사이에 로봇 암과 같은 이송수단을 배치하고 전처리 공정이 완료된 기판을 순차적으로 상기 지지대(100)로 공급할 수 있다. 바람직하게는, 상기 버퍼공간과 지지대(100) 사이에 로드 락 챔버를 배치하고 상기 이송수단을 상기 로드락 챔버의 내부에 배치하여 버퍼공간과 지지대(100) 사이의 급격한 공정 환경 변화를 방지할 수 있다. Although not shown, a substrate cassette (not shown) in which a substrate is stored is disposed on one side of the
이어서, 상기 지지대(100)의 상부에 배치된 레이저 생성유닛으로부터 일정한 주기를 갖는 레이저를 생성한다(단계 S200). 상기 기판(S)의 정렬이 완료되면, 상기 레이저 발생기(240)를 구동하여 정상출력의 레이저가 발생되도록 안정화 공정을 수행한다. 이때, 상기 회전판(230)은 상기 기판(S)의 상부영역을 벗어난 영역에 위치하며 상기 레이저 발생기(240)는 테스트용 기판이나 레이저 흡수제를 구비하는 평판으로 레이저를 조사하면서 정상출력을 체크한다. Subsequently, a laser having a predetermined period is generated from the laser generation unit disposed above the support 100 (step S200). When the alignment of the substrate S is completed, the
상기 레이저 발생기(240)의 출력이 정상상태에 도달하면, 상기 레이저 생성유닛(200)의 제1 회전운동을 상기 지지대의 길이방향과 수직한 폭 방향을 따른 제1 선형운동으로 변환시키면서 상기 레이저를 상기 기판(S)의 상면으로 조사하여 상기 기판 상에 제1 선형패턴을 형성한다(단계 S300). When the output of the
구체적으로, 레이저의 정상출력을 확인한 후 상기 회전판(230)을 제1 회전방향으로 운동시켜 상기 기판(S)의 상면으로 상기 레이저 조사유닛(300)을 이동한다. 상기 기판(S) 상에 형성되는 패턴의 사이즈, 상기 기판의 폭 및 길이와 상기 기판의 이송피치와 같은 데이터는 미리 프로그램화 하여 상기 중앙 제어기에 저장한다. Specifically, after confirming the normal output of the laser to move the
상기 레이저 발생기(240)는 상기 회전판(230)의 상면에 배치되어 상기 회전판(230)의 평면과 나란한 방향으로 레이저를 방사한다. 방사된 레이저는 상기 반사경(310)에 의해 그 경로가 수직하게 변경되어 상기 초점렌즈(320)로 입사된다. 상기 기판(S)의 상부에 배치된 초점렌즈(320)는 상기 레이저를 집속하여 기판 표면으로 레이저를 조사한다. 이에 따라, 상기 기판(S)의 표면이 용융 또는 용해되어 선형 도트 패턴이 형성된다. The
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 도 4에 도시된 패턴 형성방법의 선형패턴 형성단계를 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a linear pattern forming step of the pattern forming method illustrated in FIG. 4 according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 상기 회전판(230)은 제1 방향을 따라 연속적으로 제1 회전운동을 수행하고(단계 S310) 예를 들면, 상기 레이저 발생기(240)는 일정한 주기를 갖는 펄스(pulse) 형태로 레이저를 발생한다. Referring to FIG. 5, the
이어서, 상기 레이저 발생기(240)와 상기 반사경(310)을 서로 대향하도록 유지하면서 회전판(240)의 회전에 따라 상기 레이저를 상기 기판(S)으로 집중시키는 초점렌즈가 탑재된 중공 실린더형 몸체(330)를 지지대(100)의 폭 방향을 따라 선형 이동한다(단계S320). Subsequently, while maintaining the
본 실시예의 경우, 상기 회전판(230)의 회전은 신축 결합기(410)를 통하여 상기 몸체(330)에 전달된다. 이때, 상기 회전판(230)을 회전시키는 구동력의 접선방향 성분은 상기 몸체(330)를 상기 가이드 부재(421)를 따라 직선 이동시킨다. 즉, 상기 몸체(330)는 상기 회전판(230)의 회전력에 의해 상기 지지대(100)의 폭방향을 따라 선형 이동한다. 이때, 상기 반사경(310)은 상기 신축 결합기(410)의 단부 상면에 결합되고 상기 몸체(330)는 상기 신축 결합기(410)의 단부 하면에 결합되어 상기 레이저 발생기(240)와 일체로 회전한다. 이에 따라, 상기 반사경(310)과 레이저 발생기(240)는 서로 대면배치 구조를 유지하여 상기 레이저 발생기(240)의 회전에도 불구하고 일정한 광 공급경로를 유지할 수 있다. In this embodiment, the rotation of the
상기 반사경(310) 및 상기 초점렌즈(320)가 탑재된 상기 몸체(330)가 연속적으로 선형 이동하는 동안 상기 레이저는 상기 초점렌즈를 통하여 기판으로 조사되어 상기 레이저의 조사 주기에 대응하는 사이즈를 갖는 다수의 패턴이 상기 기판(S) 상에 정렬된다(단계 S330). 이에 따라, 상기 기판 상에 제1 선형패턴이 완성된다. 즉, 상기 회전판(230)이 제1 회전방향을 따라 회전함에 따라 상기 몸체(330)는 상기 기판의 제2 측부에서 제1 측부로 향하는 제1 선형운동을 수행하여 상기 제1 선형패턴은 상기 제2 측부에서 제1 측부를 향하여 선형적으로 정렬되는 제1 선형패턴으로 형성된다. While the
상기 제1 선형패턴이 완성되고 상기 몸체(330)가 상기 기판(S)의 제1 측부를 벗어나면, 상기 레이저 조사유닛(300)으로의 레이저 조사를 억제하도록 상기 반사경(310)과 레이저 발생기(240) 사이에 레이저 흡수제를 배치한다(단계 S340). 이에 따라, 상기 레이저 발생기의 작동은 유지하면서 상기 레이저 조사유닛(300)으로의 레이저 입사는 방지할 수 있다. 상기 레이저 입사가 방지되는 동안 상기 회전판(230)의 회전방향을 반대방향으로 전환되고 상기 기판(S)은 이송 피치만큼 상기 지지대(100)의 길이방향을 따라 이동한다. 언급한 바와 같이, 상기 레이저 발생기(240)는 안정적인 출력을 생성하기까지 일정시간이 소요되므로 회전판의 회전방향을 변경하는 동안 레이저 발생기의 출력을 꺼지 않고 단지 반사경으로의 레이저 입사만 차단한다. When the first linear pattern is completed and the
이어서, 상기 기판(S)으로의 레이저 조사가 차단되는 동안 상기 기판(S)을 지지대의 길이방향을 따라 이송 피치만큼 이송시킨다(단계 S400). 즉, 상기 몸체(330)가 상기 기판(S)의 제1 측부에 도달하여 상기 제1 선형패턴이 완성되면 레이저 조사를 차단하고 상기 기판을 이송 피치만큼 이송하여 새로운 선형패턴을 형성할 준비를 한다. Subsequently, while the laser irradiation to the substrate S is blocked, the substrate S is transferred by a transfer pitch along the longitudinal direction of the support (step S400). That is, when the
상기 제2 선형패턴이 형성될 위치에 상기 기판(S)이 다시 정렬되면, 상기 회전판(230)은 제1 회전방향과 반대방향인 제2 회전방향으로 전환되고 상기 몸체(330)는 상기 기판(S)의 제1 측부에서 제2 측부를 향하는 제2 선형운동을 수행한다. 일실시예로서, 상기 몸체가 제2 선형운동을 하는 동안 상기 레이저는 펄스 형태로 기판으로 조사되어 상기 레이저의 주기에 대응하는 사이즈를 갖는 다수의 패턴이 상기 기판(S) 상에 정렬되어 상기 기판의 제2 측부에서 제1 측부로 향하는 제2 선형패턴으로 형성된다(단계 S500). When the substrate S is aligned again at the position where the second linear pattern is to be formed, the
상기 제2 선형패턴을 형성하기 위한 운동변환 유닛의 구동은 상기 제1 선형패턴을 형성하기 위한 그것과 실질적으로 동일하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다. 이에 따라, 상기 기판(S)의 표면에는 상기 이송 피치에 대응하는 이격거리를 갖는 제1 및 제2 선형패턴이 형성된다. 이후, 기판의 필요한 전 영역에 상기 제1 선형패턴의 형성, 기판 이송, 제2 선형패턴의 형성 단계를 반복적으로 수행하여 상기 기판(S)의 일부 또는 전부에서 이송피치에 대응하는 이격거리를 갖는 다수의 선형패턴을 형성할 수 있다. Since the driving of the motion conversion unit for forming the second linear pattern is substantially the same as that for forming the first linear pattern, a detailed description thereof will be omitted. Accordingly, first and second linear patterns having a separation distance corresponding to the transfer pitch are formed on the surface of the substrate S. Thereafter, the steps of forming the first linear pattern, transferring the substrate, and forming the second linear pattern are repeatedly performed on all necessary areas of the substrate, and thus have a separation distance corresponding to the conveying pitch on part or all of the substrate S. FIG. Multiple linear patterns can be formed.
이때, 상기 레이저 발생기(240)가 상기 회전판(230)에 쌍으로 배치되는 듀얼 모드의 경우에는 각 레이저 발생기에 대응하는 상기 각 레이저 조사유닛의 하부에 개별적으로 상기 기판이 배치되도록 정렬되어 한 쌍의 기판 표면으로 동시에 상기 레이저를 조사할 수 있다. 이에 따라, 상기 패터닝 공정의 효율을 배가할 수 있다. In this case, in the dual mode in which the
이상에서 설명한 바와 같은 패턴형성 방법에 의하면, 레이저 발생기의 회전이동과 상기 회전에 연동된 레이저 조사유닛의 선형이동에 의해 가공대상 기판 상에 선형패턴을 형성한다.According to the pattern forming method as described above, the linear pattern is formed on the substrate to be processed by the rotational movement of the laser generator and the linear movement of the laser irradiation unit linked to the rotation.
본 실시예에서는 레이저를 생성하는 레이저 발생유닛에 의해 레이저를 조사하는 레이저 조사유닛으로 회전력이 인가되는 경우를 예시하고 있지만, 레이저 발생기와 상기 반사경의 광경로만 보장된다면 상기 레이저 조사유닛은 독립적인 동력원에 의해 레이저 생성유닛과 무관하게 회전할 수도 있음은 자명하다. In this embodiment, the rotational force is applied to the laser irradiation unit for irradiating the laser by the laser generating unit that generates the laser. However, if only the optical paths of the laser generator and the reflector are ensured, the laser irradiation unit is connected to an independent power source. Obviously, the rotation may be performed irrespective of the laser generating unit.
이상에서 설명한 바와 같이, 지지대의 상부로 연속적으로 공급되는 기판에 대하여 레이저 생성유닛의 회전에도 불구하고 폭 방향을 따라 선형적으로 정렬되는 선형패턴을 형성할 수 있다. 종래에는, 레이저 생성유닛의 회전이동에 따라 도광판에 형성되는 도트패턴이 직선형으로 가공되어 상기 도광판으로부터 반사되는 광의 균일도를 현저하게 개선할 수 있다. As described above, it is possible to form a linear pattern linearly aligned along the width direction in spite of the rotation of the laser generating unit with respect to the substrate continuously supplied to the upper portion of the support. Conventionally, the dot pattern formed on the light guide plate is processed in a straight line according to the rotational movement of the laser generating unit, thereby remarkably improving the uniformity of the light reflected from the light guide plate.
본 실시예에서는 평판표시 장치의 백라이트 유닛용 도광판의 산란패턴을 형성하는 방법에 대하여 개시되어 있지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 기판 상에 레이저를 이용하여 일정한 간격을 갖는 패턴을 형성하는 방법 및 장치에 다양하게 이용될 수 있음은 자명하다. In the present embodiment, a method of forming a scattering pattern of a light guide plate for a backlight unit of a flat panel display device is disclosed, but the present invention is not limited thereto. Obviously, it can be used in various ways.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.
100 : 지지대 200: 레이저 생성유닛
300: 레이저 조사유닛 400: 운동변환 유닛
1000: 패턴 형성 장치100: support 200: laser generation unit
300: laser irradiation unit 400: motion conversion unit
1000: pattern forming apparatus
Claims (10)
상기 지지대의 상부에 배치되어 상기 기판을 가공하기 위한 레이저를 발생하는 레이저 생성유닛;
상기 지지대의 상부에서 회전하면서 상기 레이저를 상기 기판의 상면으로 유도하여 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 레이저 조사유닛; 및
상기 레이저 조사유닛의 회전운동을 상기 지지대의 폭 방향을 따른 선형운동으로 변환시키는 운동변환 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴형성 장치. A support on which the substrate to be processed is aligned on the upper surface along the longitudinal direction;
A laser generation unit disposed above the support to generate a laser for processing the substrate;
A laser irradiation unit which forms a pattern on the substrate by guiding the laser to an upper surface of the substrate while rotating on the support; And
And a motion conversion unit for converting the rotational motion of the laser irradiation unit into a linear motion along the width direction of the support.
상기 제2 수직부재와 연결되며 상기 가이드 부재와 나란하게 상기 지지대의 폭 방향을 따라 연장하여 상기 가이드 부재와 상기 몸체의 접촉을 유지하는 보조부재를 구비하고,
상기 가이드 부재, 상기 보조부재 및 상기 제2 수직부재는 서로 일체로 배치되며 상기 몸체는 상기 가이드 부재와 상기 보조부재 사이에 배치되어 상기 지지대의 폭 방향을 따라 연장하는 개구를 관통하여 상기 가이드 부재와 상기 보조부재는 동시에 상기 몸체의 측면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 패턴형성 장치. 6. The linear transducer according to claim 5, wherein the linear transducer is in contact with the outer surface of the body and extends along the width direction of the support to linearly move the body, and is constant along the longitudinal direction of the first vertical member and the support. A pair of second vertical members spaced apart by a distance and connected to the guide member; And
An auxiliary member connected to the second vertical member and extending along the width direction of the support side by side with the guide member to maintain contact between the guide member and the body,
The guide member, the auxiliary member, and the second vertical member are integrally disposed with each other, and the body is disposed between the guide member and the auxiliary member and passes through an opening extending along the width direction of the support and the guide member. The auxiliary member is a pattern forming apparatus, characterized in that the contact with the side of the body at the same time.
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