KR101257827B1 - 라인형 레이저 빔 형성 장치 및 이를 이용한 터치 패널 제조 방법 - Google Patents

라인형 레이저 빔 형성 장치 및 이를 이용한 터치 패널 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 라인형 레이저 빔 형성 장치 및 이를 이용한 터치 패널 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치는 레이저 발진기로부터 출력되는 원시 레이저 빔의 단면을 확대시켜 제1 레이저 빔을 형성하는 제1 렌즈와, 제1 레이저 빔의 투사 방향을 따라 제1 렌즈와 인접하게 위치하며, 제1 레이저 빔의 단면을 일정하게 유지시켜 제2 레이저 빔을 형성하는 제2 렌즈와, 제2 레이저 빔의 투사 방향을 따라 제2 렌즈와 인접하게 위치하며, 레이저 빔의 단면 중 가장자리를 제거하여 사각형 단면을 가지는 제3 레이저 빔을 형성하는 적어도 하나의 애퍼처(Aperture)와, 제3 레이저 빔의 투사 방향을 따라 적어도 하나의 애퍼처와 인접하게 위치하며, 제3 레이저 빔의 사각형 단면을 축소시켜 제4 레이저 빔을 형성하는 제3 렌즈 및 제4 레이저 빔의 투사 방향을 따라 제3 렌즈와 인접하게 위치하며, 제4 레이저 빔의 사각형 단면 중 긴 변의 길이를 늘려 가늘고 긴 형태의 라인형 레이저 빔을 형성하는 제4 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

라인형 레이저 빔 형성 장치 및 이를 이용한 터치 패널 제조 방법 {Apparatus of forming linear laser beam and method of manufacturing touch panel using the same}
본 발명은 라인형 레이저 빔 형성 장치 및 이를 이용한 터치 패널 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치 패널의 제조 공정의 생산성 및 효율을 향상시키고, 다양한 형태의 패턴을 형성할 수 있는 라인형 레이저 빔 형성 장치 및 이를 이용한 터치 패널 제조 방법에 관한 것이다.
터치 패널(Touch Panel)은 화상표시장치 등에서 표시된 키의 위치를 손가락 또는 펜과 같은 기구물로 눌러 해당 명령을 입력하는 입력 수단이다. 예를 들면, 터치 패널은 은행의 자동인출기부터 PDA(Portable DigitalApparatus), 노트북 컴퓨터, 타블렛 피씨(Tablet PC), 휴대폰 등의 휴대용 정보기기까지 폭넓게 적용되고 있다.
이러한 터치 패널에 부착되는 화상표시장치는 일반적으로 액정패널이 가장 많이 사용되고 있다. 터치 패널은 작동원리에 따라 저항막식과 정전용량식으로 나누어지며, 저항막식 터치 패널은 두 개의 대향하는 센싱 전극(Sensing electrode)에 전압이 인가된 상태에서 사용자가 눌러 두 개의 센싱 전극이 접촉하여 발생하는 접촉점에서의 전압 또는 전류 변화를 읽어들이고 좌표값으로 환산하여 작동된다. 또한, 정전용량식 터치 패널은 1개의 투명 도전성 필름 또는 투명 도전성 글라스에 정전용량의 충전 및 방전 상태가 반복되는 가운데 사용자가 누른 접촉점에서 펜 형태의 입력장치인 스타일러스(Stylus)와 투명 도전성 필름과의 용량결합에 따라 소량의 전하가 축적되고 이 전하량을 4개의 입력점으로부터 읽어들이고 좌표값으로 환산하여 작동된다.
한편, 터치 패널의 센싱 전극들은 사용자가 터치한 지점의 좌표값을 전달하는 링크라인들과 연결되어 있다. 여기서, 터치 패널의 패턴들은 통상적으로 포토리소그라피 (Photolithography) 공정에 의해 형성하여 왔다.
이러한 포토리소그라피 공정은 기판(Substrate)의 상면에 소정의 패턴들을 형성하기 위해 투명 전도막을 형성한 후에 포토 레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상 공정을 진행한다. 그리고, 노광 및 현상된 포토 레지스트에 화학 약품을 이용하여 식각 공정을 진행하여 포토 레지스트에 패턴의 형태를 구비하고, 현상에 의해 잔류된 포토 레지스트를 제거하는 스트립 공정을 진행하여 원하는 패턴을 형성하게 된다.
그러나 상기와 같은 포토리소그라피 공정을 이용하여 기판의 패턴을 형성하는 경우, 패턴 형성을 위한 공정에 따라 각각 노광 장치, 현상 장치, 식각 장치 등을 순차적으로 수행해야 하므로 각각의 공정에 소요되는 시간이 많아 생산성이 저하되고, 생산 설비 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있었다. 또한, 상기 포토리소그라피 공정은 각각의 공정을 수행하기 위해 다양한 공정액을 사용하게 되므로 공정액의 소모에 따른 비용이 증가하고, 화학 약품의 사용에 따라 환경 오염이 발생하는 등의 문제점이 있었다.
따라서, 터치 패널의 제조 공정의 생산성 및 효율을 향상시키고, 다양한 형태의 패턴을 형성할 수 있는 장치 및 방법이 요구된다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 레이저 발진기로부터 출력되는 원시 레이저 빔을 복수의 렌즈군을 통해 굴절시켜 라인형 레이저 빔을 형성하고 이를 이용하여 기판 상의 패턴을 형성하기 위한 에칭 공정을 수행함으로써, 터치 패널의 제조 공정의 생산성 및 효율을 향상시키고, 다양한 형태의 패턴을 형성할 수 있는 라인형 레이저 빔 형성 장치 및 이를 이용한 터치 패널 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치는 레이저 발진기로부터 출력되는 원시 레이저 빔의 단면을 확대시켜 제1 레이저 빔을 형성하는 제1 렌즈와, 상기 제1 레이저 빔의 투사 방향을 따라 상기 제1 렌즈와 인접하게 위치하며, 상기 제1 레이저 빔의 단면을 일정하게 유지시켜 제2 레이저 빔을 형성하는 제2 렌즈와, 상기 제2 레이저 빔의 투사 방향을 따라 상기 제2 렌즈와 인접하게 위치하며, 상기 레이저 빔의 단면 중 가장자리를 제거하여 사각형 단면을 가지는 제3 레이저 빔을 형성하는 적어도 하나의 애퍼처(Aperture)와, 상기 제3 레이저 빔의 투사 방향을 따라 상기 적어도 하나의 애퍼처와 인접하게 위치하며, 상기 제3 레이저 빔의 사각형 단면을 축소시켜 제4 레이저 빔을 형성하는 제3 렌즈 및 상기 제4 레이저 빔의 투사 방향을 따라 상기 제3 렌즈와 인접하게 위치하며, 상기 제4 레이저 빔의 사각형 단면 중 긴 변의 길이를 늘려 가늘고 긴 형태의 라인형 레이저 빔을 형성하는 제4 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치를 이용한 터치 패널 제조 방법은 기판(Substrate)에 투명 전도막을 구비하는 단계와, 상기 투명 전도막에 패턴을 형성하기 위한 마스크를 상기 기판의 상부면에 설치하는 단계와, 복수의 렌즈군으로 이루어진 라인형 레이저 빔 형성 장치를 이용하여 라인형 레이저 빔을 형성하는 단계와, 상기 라인형 레이저 빔 형성 장치로부터 형성된 상기 라인형 레이저 빔을 이동시키며 상기 마스크에 조사하여 상기 투명 전도막에 패턴을 형성하는 단계 및 상기 기판의 적어도 하나의 가장자리를 따라 상기 투명 전도막에 형성된 패턴에 연결되는 전극 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치 및 이를 이용한 터치 패널 제조 방법에 따르면, 레이저 발진기로부터 출력되는 원시 레이저 빔을 복수의 렌즈군을 통해 굴절시켜 라인형 레이저 빔을 형성하고 이를 이용하여 기판 상의 패턴을 형성함으로써, 패턴을 형성하기 위한 에칭 공정의 속도를 단축시켜 터치 패널의 제조 공정의 생산성 및 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치 및 이를 이용한 터치 패널 제조 방법에 따르면, 라인형 레이저 빔을 패턴 형상이 구비된 마스크에 조사하여 기판 상의 패턴을 형성함으로써, 다양한 형태의 패턴을 보다 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치 및 이를 이용한 터치 패널 제조 방법에 따르면, 라인형 레이지 빔을 마스크의 상부를 따라 이동시켜 조사하여 기판 상의 패턴을 형성함으로써, 기판 상의 패턴에 따라 레이저 빔을 일일이 이동시키는 것에 비해 속도를 단축시키고 레이저 빔의 에너지 밀도 변화를 최소화하여 전체적으로 균일하한 패턴 형성이 가능하여 터치 패널의 제조 공정의 생산성 및 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치에서 복수의 렌즈군과 각 단계에서의 레이저 빔의 형태를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치를 이용한 터치 패널 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치를 이용한 터치 패널 제조 방법 중 라인형 레이저 빔을 이용하여 투명 전도막에 패턴을 형성하는 모습을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 라인형 레이저 빔 형성 장치 및 이를 이용한 터치 패널 제조 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치에서 복수의 렌즈군과 각 단계에서의 레이저 빔의 형태를 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치(100)는 레이저 발진기(도시되지 않음)로부터 입사되는 원시 레이저 빔(Bin)을 복수의 렌즈군(110)을 통해 굴절시켜 라인형 레이저 빔(Bin)을 형성하는 장치를 의미한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치(100)는 레이저 발진기(도시되지 않음)로부터 입사되는 원시 레이저 빔(Bin)을 순차적으로 굴절시키기 위해 제1 렌즈(111), 제2 렌즈(112), 애퍼처(120), 제3 렌즈(113) 및 제4 렌즈(114)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 렌즈(111)는 레이저 발진기(도시되지 않음)로부터 출력되는 원시 레이저 빔(Bin)의 단면을 확대시켜 제1 레이저 빔(B1)을 형성할 수 있다. 레이저 발진기(도시되지 않음)로부터 출력되는 원시 레이저 빔(Bin)의 단면은 대략 원형 또는 타원형에 가까운 형상을 가지며, 제1 렌즈(111)를 통과하여 형성된 제1 레이저 빔(B1)은 실질적으로 원시 레이저 빔(Bin)을 그대로 확대한 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 레이저 빔(B1)의 단면이 확대됨에 따라 제1 레이저 빔(B1)의 에너지 밀도는 감소하게 된다. 바람직하게는, 제1 렌즈(111)는 원형의 오목 렌즈를 사용할 수 있다.
제2 렌즈(112)는 제1 레이저 빔(B1)의 투사 방향을 따라 제1 렌즈(111)와 인접하게 위치하며, 제1 레이저 빔(B1)의 단면을 일정하게 유지시켜 제2 레이저 빔(B2)을 형성할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈(111)를 통과한 제1 레이저 빔(B1)의 단면의 크기는 제2 렌즈(112)의 위치에 따라 조절 가능하며, 제2 렌즈(112)는 자신의 위치에 따라 정해진 제1 레이저 빔(B1)의 단면의 크기를 더 이상 확대하지 않고 그대로 유지시켜 주는 기능을 한다고 볼 수 있다. 바람직하게는, 제2 렌즈(112)는 원형의 볼록 렌즈를 사용할 수 있다.
애퍼처(Aperture)(120)는 제2 레이저 빔(B2)의 투사 방향을 따라 제2 렌즈(112)와 인접하게 위치하며, 제2 레이저 빔(B2)의 단면 중 가장자리를 제거하여 사각형 단면을 가지는 제3 레이저 빔(B3)을 형성할 수 있다. 즉, 애퍼처(120)는 복수의 렌즈군(110) 사이의 적절한 위치에 배치되어 제3 레이저 빔(B3)이 원하는 사각형 단면을 가지도록 할 수 있다. 다만, 제2 렌즈(112)가 제1 레이저 빔(B1)의 단면의 크기를 유지시킨 제2 레이저 빔(B2)을 형성하기 위해서 애퍼처(120)는 제2 렌즈(112)와 제3 렌즈 사이에 배치되며, 제2 렌즈(112)에 가까이 위치하는 것이 바람직하다. 비록 도시되지는 않았으나, 애퍼처(120)는 대략 판상의 형태로 내부에 사각형의 관통부를 가질 수 있다. 또한, 도 2에서는 애퍼처(120)가 1 개 구비된 예를 도시하고 있으나, 라인형 레이저 빔(Bout)의 출력, 크기 등을 고려하여 복수개가 구비될 수도 있다.
제3 렌즈(113)는 제3 레이저 빔(B3)의 투사 방향을 따라 적어도 하나의 애퍼처(120)와 인접하게 위치하며, 제3 레이저 빔(B3)의 사각형 단면을 축소시켜 제4 레이저 빔(B4)을 형성할 수 있다. 제3 렌즈(113)에서 제3 레이저 빔(B3)의 사각형 단면을 축소시켜 제4 레이저 빔(B4)을 형성하는 이유는 라인형 레이저 빔(Bout)의 크기를 조절하기 위함은 물론 동일 면적에서의 에너지 밀도를 증가시켜 라인형 레이저 빔(Bout)이 원하는 출력을 가지게 하기 위함이다. 바람직하게는, 제3 렌즈(113)는 원형의 볼록 렌즈를 사용할 수 있다.
제4 렌즈(114)는 제4 레이저 빔(B4)의 투사 방향을 따라 제3 렌즈(113)와 인접하게 위치하며, 제4 레이저 빔(B4)의 사각형 단면 중 긴 변의 길이를 늘려 가늘고 긴 형태의 라인형 레이저 빔(Bout)을 형성할 수 있다. 이 때, 라인형 레이저 빔(Bout)의 사각형 단면 중 긴 변의 길이는 제4 렌즈(114)로부터 라인형 레이저 빔(Bout)이 도달하는 거리에 비례하며, 제4 렌즈(114)로부터의 도달 거리가 멀어질수록 라인형 레이저 빔(Bout)의 사각형 단면 중 긴 변의 길이는 길어지고, 짧은 변의 길이는 짧아지게 된다. 또한, 제4 렌즈(114)로부터의 도달 거리가 멀어질수록 라인형 레이저 빔(Bout)의 사각형 단면의 면적은 줄어들게 되며 라인형 레이저 빔(Bout)의 에너지 밀도는 증가하게 된다. 바람직하게는, 제4 렌즈(114)는 평오목 원통 렌즈(Plano-concave cylindrical lens)를 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치(100)의 레이저 발진기는 엑시머 레이저(Excimer laser)용 발진기를 사용할 수 있다. 엑시머 레이저(Excimer laser)는 자외선 영역의 빛을 고출력으로 발진하는 레이저로, 진공 용기 중에서 불소와 아르곤 또는 불소와 크립톤 등 두가지 원소를 혼합해 기체를 봉입하여 발진시키는 가스 레이저의 일종이다. 한편, 엑시머 레이저(Excimer laser)의 레이저 발진기로부터 출력되는 원시 레이저 빔(Bin)의 형상은 대략 타원형의 형상을 가질 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치에 대한 최적의 실험 예를 바탕으로 라인형 레이저 빔 형성 장치에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3의 (a)는 라인형 레이저 빔 형성 장치(100)에 구비된 복수의 렌즈군(110)의 배치를 최종 형성되는 라인형 레이저 빔(Bout)의 사각형 단면 중 긴 변(Y축 방향)을 따라 바라보는 모습을 나타내고, 도 3의 (b)는 라인형 레이저 빔 형성 장치(100)에 구비된 복수의 렌즈군(110)의 배치를 최종 형성되는 라인형 레이저 빔(Bout)의 사각형 단면 중 짧은 변(X축 방향)을 따라 바라보는 모습을 나타내고 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치(100)를 구성하는 제1 렌즈(111) 내지 제4 렌즈(114)의 구체적인 사용예는 아래의 [표 1] 및 [표 2]와 같다.
[표 1]
Figure 112012076490474-pat00001
[표 2]
Figure 112012076490474-pat00002
[표 1]은 제1 렌즈(111) 내지 제4 렌즈(114)의 구체적인 사양(Specification)을 나타내고 있으며, [표 2]는 [표 1]의 사양을 가지는 제1 렌즈(111) 내지 제4 렌즈(114)를 도 3과 같이 나란히 배치했을 때의 광학계 거리를 나타내고 있다. 여기서 광학계 거리란 제1 렌즈(111) 내지 제4 렌즈(114)의 배치에 따른 각각의 렌즈 사이의 거리는 물론, 각각의 렌즈의 두께를 고려하는 개념이다. [표 1]을 참조하면, 제1 렌즈는 원형의 오목 렌즈를 사용하고, 제2 렌즈 및 제3 렌즈는 원형의 볼록 렌즈를 사용하며, 제4 렌즈는 평오목 원통 렌즈(Plano-concave cylindrical lens)를 사용한 것을 알 수 있다. [표 1] 및 [표 2]에 나타난 제1 렌즈(111) 내지 제4 렌즈(114)의 사양 및 광학계 거리는 본 출원인이 실험에 의해 결정된 것으로서, 이에 한정되지 않으며, 원하는 라인형 레이저 빔(Bout)의 출력, 크기 등의 조건에 따라 얼마든지 변경 가능하다.
상술된 [표 1] 및 [표 2]의 예로 구성되는 라인형 레이저 빔 형성 장치(100)에서 [표 2]의 광학계 거리에 따라 형성되는 원시 레이저 빔(Bin), 제1 레이저 빔(B1) 내지 제4 레이저 빔(B4), 라인형 레이저 빔(Bout)의 빔 사이즈(도 3에서 X축 방향 및 Y축 방향의 크기)와 에너지 밀도(J/㎠)는 각각 아래의 [표 3] 및 [표 4]와 같다.
[표 3]
Figure 112012076490474-pat00003
[표 4]
Figure 112012076490474-pat00004
[표 3]은 [표 2]의 광학계 거리에 따라 형성되는 원시 레이저 빔(Bin), 제1 레이저 빔(B1) 내지 제4 레이저 빔(B4), 라인형 레이저 빔(Bout)의 형상에 있어서 단면의 가로 크기(X) 및 세로 크기(Y)를 나타내고 있으며, [표 4]는 [표 2]의 광학계 거리에 따라 형성되는 레이저 빔의 에너지 밀도, 즉, 면적, 에너지, 밀도를 나타내고 있다. [표 3] 및 [표 4]를 참조하면, 위치 1st 에서의 원시 레이저 빔(Bin)의 크기는 4.00×9.00(㎜×㎜), 에너지 밀도는 0.04(J/㎠)이고, 위치 4th 에서의 제1 레이저 빔(B1)의 크기는 16.55×36.42(㎜×㎜), 에너지 밀도는 0.01(J/㎠)이고, 위치 5th 에서의 제2 레이저 빔(B2)의 크기는 16.67×36.63(㎜×㎜), 에너지 밀도는 0.01(J/㎠)이고, 위치 6th 에서의 제3 레이저 빔(B3)의 크기는 13.00×26.00(㎜×㎜), 에너지 밀도는 0.01(J/㎠)이고, 위치 8th 에서의 제4 레이저 빔(B4)의 크기는 7.10×13.86(㎜×㎜), 에너지 밀도는 0.03(J/㎠)이고, 위치 10th 에서의 라인형 레이저 빔(Bout)의 크기는 48×22(㎛×㎜), 에너지 밀도는 3.09(J/㎠)인 것을 알 수 있다. 즉, 제1 렌즈(111) 내지 제4 렌즈(114)를 통해 생성된 라인형 레이저 빔(Bout)은 가늘고 긴 형상을 가지며, 최초의 원시 레이저 빔(Bin)보다 높은 에너지 밀도를 가지는 것을 알 수 있다.
마지막으로, 상술된 [표 1] 및 [표 2]의 예로 구성되는 라인형 레이저 빔 형성 장치(100)에서 제1 렌즈(111) 내지 제4 렌즈(114)를 통해 형성되는 원시 레이저 빔(Bin), 제1 레이저 빔(B1) 내지 제4 레이저 빔(B4), 라인형 레이저 빔(Bout)의 형상(빔 프로파일)은 각각 아래의 [표 5]와 같다.
[표 5]
Figure 112012076490474-pat00005
도 3에 도시된 바와 같이, D1은 레이저 발진기(도시되지 않음)로부터 원시 레이저 빔(Bin)이 출력되는 위치를 의미하고, D2는 제2 렌즈(112)를 통과한 제2 레이저 빔(B2)의 위치를 의미하며, D3는 애퍼처(120)를 통과한 제3 레이저 빔(B3)의 위치를 의미하고, D4는 라인형 레이저 빔(Bout)이 도달하는 위치를 의미한다. [표 5]는 도 3의 D1 내지 D4에서 각각의 렌즈를 통과했을 때 형성되는 레이저 빔의 형태, 즉, 레이저 빔의 빔 사이즈, 빔 프로파일 등을 나타내고 있다. [표 5]에 도시된 바와 같이, 레이저 발진기(도시되지 않음)로부터 출력되는 원시 레이저 빔(Bin)(위치 D1)은 타원형에 가까우며, 제2 렌즈(112)를 통과한 제2 레이저 빔(B2)(위치 D2)은 원시 레이저 빔(Bin)을 확대한 형상이며, 애퍼처(120)를 통과한 제3 레이저 빔(B3)(위치 D3)은 사각형 형상의 단면을 가지고, 라인형 레이저 빔(Bout)(위치 D4)은 가늘고 긴 형상을 가진다는 것을 알 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치를 이용한 터치 패널 제조 방법을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치를 이용한 터치 패널 제조 방법을 나타내는 순서도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치를 이용한 터치 패널 제조 방법 중 라인형 레이저 빔을 이용하여 투명 전도막에 패턴을 형성하는 모습을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(10)에 투명 전도막(도시되지 않음)을 구비할 수 있다(S210). 여기서 기판(Substrate)(10)은 특정 형상의 패턴(Pattern)이 형성된 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 투명 전도막과 이에 연결되는 배선이 형성된 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름(File) 또는 글래스(Glass) 등을 의미한다. 그리고, 투명 전도막(도시되지 않음)에 패턴(11)을 형성하기 위한 마스크(20)를 기판(10)의 상부면에 설치할 수 있다(S220).
기판(10)의 상부면에 마스크(20)이 설치되면, 복수의 렌즈군(210)으로 이루어진 라인형 레이저 빔 형성 장치(100)를 이용하여 라인형 레이저 빔(Bout)을 형성할 수 있다. 라인형 레이저 빔(Bout)의 길이는 대략 마스크(20)의 폭과 동일하거나 약간 작게 형성될 수 있다. 라인형 레이저 빔 형성 장치(100)를 이용하여 라인형 레이저 빔(Bout)을 형성하는 과정은 상술한 바와 같다.
라인형 레이저 빔(Bout)이 형성되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 라인형 레이저 빔 형성 장치(100)로부터 형성된 라인형 레이저 빔(Bout)을 이동시키며 마스크(20)에 조사하여 투명 전도막(도시되지 않음)에 패턴(11)을 형성할 수 있다. 마지막으로, 기판(10)의 적어도 하나의 가장자리를 따라 투명 전도막(도시되지 않음)에 형성된 패턴(11)에 연결되는 전극 패턴(12)을 형성할 수 있다. 전극 패턴(12)을 형성하는 방법은 구리(Cu), 니켈(Ni) 등의 전도성 물질을 도금하여 생성하거나 레이저를 이용하여 생성할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 라인형 레이저 빔 형성 장치 및 이를 이용한 터치 패널 제조 방법에 따르면, 레이저 발진기로부터 출력되는 원시 레이저 빔을 복수의 렌즈군을 통해 굴절시켜 라인형 레이저 빔을 형성하고 이를 이용하여 기판 상의 패턴을 형성함으로써, 패턴을 형성하기 위한 에칭 공정의 속도를 단축시켜 터치 패널의 제조 공정의 생산성 및 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 라인형 레이저 빔을 패턴 형상이 구비된 마스크에 조사하여 기판 상의 패턴을 형성함으로써, 다양한 형태의 패턴을 보다 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 라인형 레이지 빔을 마스크의 상부를 따라 이동시켜 조사하여 기판 상의 패턴을 형성함으로써, 기판 상의 패턴에 따라 레이저 빔을 일일이 이동시키는 것에 비해 속도를 단축시키고 레이저 빔의 에너지 밀도 변화를 최소화하여 전체적으로 균일하한 패턴 형성이 가능하여 터치 패널의 제조 공정의 생산성 및 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 라인형 레이저 빔 형성 장치
110: 복수의 렌즈군
111: 제1 렌즈 112: 제2 렌즈
113: 제3 렌즈 114: 제4 렌즈
120: 애퍼처(Aperture)

Claims (5)

  1. 엑시머 레이저(Excimer laser)용 발진기로부터 출력되는 원시 레이저 빔의 단면을 확대시켜 제1 레이저 빔을 형성하는 제1 렌즈;
    상기 제1 레이저 빔의 투사 방향을 따라 상기 제1 렌즈와 인접하게 위치하며, 상기 제1 레이저 빔의 단면을 일정하게 유지시켜 제2 레이저 빔을 형성하는 제2 렌즈;
    상기 제2 레이저 빔의 투사 방향을 따라 상기 제2 렌즈와 인접하게 위치하며, 상기 제2 레이저 빔의 단면 중 가장자리를 제거하여 사각형 단면을 가지는 제3 레이저 빔을 형성하는 적어도 하나의 애퍼처(Aperture);
    상기 제3 레이저 빔의 투사 방향을 따라 상기 적어도 하나의 애퍼처와 인접하게 위치하며, 상기 제3 레이저 빔의 사각형 단면을 축소시켜 제4 레이저 빔을 형성하는 제3 렌즈; 및
    상기 제4 레이저 빔의 투사 방향을 따라 상기 제3 렌즈와 인접하게 위치하며, 상기 제4 레이저 빔의 사각형 단면 중 긴 변의 길이를 늘리고 짧은 변의 길이는 줄여 가늘고 긴 형태의 라인형 레이저 빔을 형성하는 제4 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인형 레이저 빔 형성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 원형의 오목 렌즈를 사용하고, 상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈는 원형의 볼록 렌즈를 사용하며, 상기 제4 렌즈는 평오목 원통 렌즈(Plano-concave cylindrical lens)를 사용하는 것을 특징으로 하는 라인형 레이저 빔 형성 장치.
  3. 삭제
  4. 기판(Substrate)에 투명 전도막을 구비하는 단계;
    상기 투명 전도막에 패턴을 형성하기 위한 마스크를 상기 기판의 상부면에 설치하는 단계;
    복수의 렌즈군으로 이루어진 라인형 레이저 빔 형성 장치를 이용하여 라인형 레이저 빔을 형성하는 단계;
    상기 라인형 레이저 빔 형성 장치로부터 형성된 상기 라인형 레이저 빔을 이동시키며 상기 마스크에 조사하여 상기 투명 전도막에 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 기판의 적어도 하나의 가장자리를 따라 상기 투명 전도막에 형성된 패턴에 연결되는 전극 패턴을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 라인형 레이저 빔 형성 장치는,
    엑시머 레이저(Excimer laser)용 발진기로부터 출력되는 원시 레이저 빔의 단면을 확대시켜 제1 레이저 빔을 형성하는 제1 렌즈;
    상기 제1 레이저 빔의 투사 방향을 따라 상기 제1 렌즈와 인접하게 위치하며, 상기 제1 레이저 빔의 단면을 일정하게 유지시켜 제2 레이저 빔을 형성하는 제2 렌즈;
    상기 제2 레이저 빔의 투사 방향을 따라 상기 제2 렌즈와 인접하게 위치하며, 상기 제2 레이저 빔의 단면 중 가장자리를 제거하여 사각형 단면을 가지는 제3 레이저 빔을 형성하는 적어도 하나의 애퍼처(Aperture);
    상기 제3 레이저 빔의 투사 방향을 따라 상기 적어도 하나의 애퍼처와 인접하게 위치하며, 상기 제3 레이저 빔의 사각형 단면을 축소시켜 제4 레이저 빔을 형성하는 제3 렌즈; 및
    상기 제4 레이저 빔의 투사 방향을 따라 상기 제3 렌즈와 인접하게 위치하며, 상기 제4 레이저 빔의 사각형 단면 중 긴 변의 길이를 늘리고 짧은 변의 길이는 줄여 가늘고 긴 형태의 라인형 레이저 빔을 형성하는 제4 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인형 레이저 빔 형성 장치를 이용한 터치 패널 제조 방법.
  5. 삭제
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