KR101585966B1 - 롱 아크 유브이 램프를 이용한 경사 노광 및 경화장치에 사용되는 광학 부품 - Google Patents

롱 아크 유브이 램프를 이용한 경사 노광 및 경화장치에 사용되는 광학 부품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 램프하우징의 경사각도에 맞추어 광학 부품인 필터 및 필터지그의 서로 맞대여지는 단부를 면취 가공하여 면 접촉을 이루도록 구성하여 투과되는 광의 손실 및 특성 변화를 최소화하여 광의 정밀한 제어가 가능하도록 한 롱 아크 유브이 램프를 이용한 경사 노광 및 경화장치에 사용되는 광학 부품을 제공한다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 전체적으로 "∧"단면 형태를 가지도록 양측 하단에서 중앙부로 갈수록 상향으로 경사지도록 형성된 램프하우징, 상기 램프하우징의 내부 공간 양측에 각각 설치되되, 상기 램프 하우징의 경사각에 맞추어 서로 기울어지게 배치되어 광원을 조사하는 제 1, 2롱 아크 UV 램프, 상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프 아래에 상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프와 평행한 각도를 이루도록 위치하며 상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프에서 조사되는 광원을 투과시키는 제 1, 2필터를 포함하며, 상기 상기 제 1, 2필터의 단부는 면취 가공하여 서로 면접촉을 이룬 상태로 맞대어지도록 구성한 것을 기술적 요지로 한다.

Description

롱 아크 유브이 램프를 이용한 경사 노광 및 경화장치에 사용되는 광학 부품{Long Arc UV Lamp}
본 발명은 롱 아크 유브이 램프를 이용한 경사 노광 및 경화장치에 사용되는 광학 부품에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 램프하우징의 경사각도에 맞추어 광학 부품인 필터 및 필터지그의 서로 맞대여지는 단부를 면취 가공하여 면 접촉을 이루도록 구성하여 투과되는 광의 손실 및 특성 변화를 최소화하여 광의 정밀한 제어가 가능하도록 한 롱 아크 유브이 램프를 이용한 경사 노광 및 경화장치에 사용되는 광학 부품에 관한 것이다.
현대는 영상화, 정보화 사회라고 불리고 있는 만큼 정보처리 시스템의 발전에 따라 많은 량의 정보를 디스플레이할 수 있는 대면적용 디스플레이 소자들이 개발되고 있는 실정이다. 그리고 최근 소비자의 요구가 설치공간을 작게 차지하면서 대형화면을 제공할 수 있는 디스플레이 소자로 바뀌면서, 상기와 같은 요구를 충족시킬 수 있는 유기 EL(electro luminescent), LCD(liquid crystal display) 및 PDP(plasma display panel) 등의 평판 디스플레이(flat panel display) 제품이 개발되어 상용화되고 있다.
상기와 같은 대면적 평판 디스플레이 소자들은 패턴 형성을 위해 포토 마스크를 이용한 대면적 노광장치가 필요로 하는데, 구체적으로는 점광원(short arc) 초고압 수은등을 이용한 타원집광경과 플라이 아이 렌즈(fly-eyelens) 및 집광 렌즈(condenser lens) 등을 이용하여 평판 디스플레이의 전면유리에 약 90% 이상의 조도로 자외선(특히, 365nm의 i선)을 조사하여 노광 작업을 실시하고 있다.
그러나, 위와 같은 종래의 노광장치는 고비용의 유지비가 필요할 뿐만 아니라 초고압 수은등(점광원)의 단수명으로 인해 교체비용이 많이 소요되고 또한 상기 초고압 수은등의 고가로 인해 생산원가를 낮추는데 한계가 있다. 또한 종래의 경화장치는 별도의 냉각장치가 설치되어 있지 않기 때문에 노광 작업이나 경화 작업시에 램프에서 발산되는 고온으로 인해 대면적 평판디스플레이의 표면이 변형되는 문제점이 있었다.
한편, 근래에는 CRT를 대체하는 LCD 또는 PDP 등과 같은 대면적의 평판 디스플레이의 노광 또는 경화 작업시에 점광원에 비하여 가격이 저렴한 롱 아크 UV 램프를 이용하여 조도의 균일성을 구현하고 생산 원가를 낮추면서 생산성을 향상시킬 수 있는 롱 아크 UV 램프를 이용한 노광장치가 개발되어 사용되고 있다.
상기 롱 아크 UV 램프는 플라이 아이 렌즈와 집광 렌즈 및 여러 가지의 반사 미러(구면경, 평면경)가 필요하지 않게 되고, 쇼트 아크 램프(short arc lamp)에 비하여 저렴한 가격으로 램프를 사용할 수 있으며, 또한 상기의 구성품들을 사용하지 않으므로 인해 생산원가를 낮추고 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라 종래의 노광장치에 적용된 쇼트 아크 램프의 수명은 보통 500~1000시간이지만 본 발명에서 사용하고 있는 롱 아크 UV 램프의 경우는 800~2000시간 정도 사용할 수 있기 때문에 교체 비용을 절감할 수 있는 효과를 가진다.
한편, 이러한 롱 아크 UV 램프는 대면적 한쪽면 기준(1500mm 이상)의 평판 디스플레이 제품을 롱 아크 UV 램프 한 개로 노광 작업을 진행할 때, 평판 디스플레이의 전면유리 크기(size)가 커짐에 따라 UV 램프의 길이도 길어져야 하는데, UV 램프의 길이가 1500mm 이상(3000mm 수준)까지 제작은 가능하나 제작상 어렵고 또한 UV 램프의 취급(운송 및 교체)이 어려운 점등이 있으며, 또한 UV 램프의 길이가 길어짐에 따라 휨 문제가 발생하기 쉽고, 조도의 균일성을 향상시키기에는 더 어려운 문제점이 있다.
따라서 대면적의 평판디스플레이 제품을 노광 작업하기 위해서는 롱 아크 UV 램프를 길이 방향으로 두개 이상 배치하여 1개의 노광장치를 설치한 것에 비해 조도의 균일성(Uniformity) 및 특정 영역의 파장을 사용하는 광학 부품을 적용하여 대면적의 제품을 노광 및 경화 적용할 수 있다.
그러나 상기와 같이 두 개의 롱 아크 UV 램프를 길이 방향으로 배치할 경우, 각 롱 아크 UV 램프는 중앙부에 비해 그 양측단부의 광원의 세기가 떨어지는 문제점이 있으며, 따라서 두 개의 롱 아크 UV 램프를 길이 방향으로 배치하면 두 개의 롱 아크 UV 램프의 중첩되는 부분의 광원의 세기가 약해 균일한 조도를 구현할 수 없다는 단점이 있다.
문헌 1: 등록실용신안공보 제20-0245077호(노광장치) 문헌 2: 공개특허공보 제2001-0055188호(노광기용 조명 광학장치) 문헌 3: 등록특허공보 제10-0360450호(수직형 노광장치의 마스크 정렬장치) 문헌 4: 공개특허공보 제10-2005-0061231호(텔레센트릭 결상광학계를 이용한 디지털 노광장치) 문헌 5: 공개특허공보 제10-2006-0122505호(노광장치)
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 램프하우징의 경사각도에 맞추어 광학 부품인 필터 및 필터지그의 서로 맞대여지는 단부를 면취 가공하여 면 접촉을 이루도록 구성하여 투과되는 광의 손실 및 특성 변화를 최소화하여 광의 정밀한 제어가 가능하도록 한 롱 아크 유브이 램프를 이용한 경사 노광 및 경화장치에 사용되는 광학 부품을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전체적으로 "∧"단면 형태를 가지도록 양측 하단에서 중앙부로 갈수록 상향으로 경사지도록 형성된 램프하우징, 상기 램프하우징의 내부 공간 양측에 각각 설치되되, 상기 램프 하우징의 경사각에 맞추어 서로 기울어지게 배치되어 광원을 조사하는 제 1, 2롱 아크 UV 램프, 상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프 아래에 상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프와 평행한 각도를 이루도록 위치하며 상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프에서 조사되는 광원을 투과시키는 제 1, 2필터를 포함하며, 상기 상기 제 1, 2필터의 단부는 면취 가공하여 서로 면접촉을 이룬 상태로 맞대어지도록 구성함을 특징으로 한다.
상기 제 1, 2필터는 상기 램프하우징 내부에서 외부로 인출 가능하게 삽입되는 제 1, 2필터지그에 설치되도록 하며, 상기 제 1, 2필터지그의 단부는 면취 가공하여 서로 면접촉을 이룬 상태로 맞대어지도록 구성함이 바람직하다.
본 발명은 조도의 균일성을 위해 중앙부의 높이가 높게 제작된 램프하우징의 경사각도에 맞추어 상기 램프하우징에 설치되는 광학 부품인 필터 및 필터지그의 서로 맞대여지는 단부를 면취 가공하여 그 단부가 서로 면 접촉을 이루도록 구성함으로서 투과되는 광의 손실 및 특성 변화를 최소화하여 광의 정밀한 제어가 가능한 작용 효과를 가진다. 더불어 양쪽으로 맞닿는 부분은 광학부품이외에 기구부품에도 동일 구조를 적용할 경우 누광의 차단 및 장착구조에 효과적으로 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 롱 아크 유브이 램프를 이용한 경사 노광 및 경화장치의 전체 구성을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 장치에 사용되는 광학부품을 발췌하여 도시한 도면.
도 3은 도 2의 입체도.
도 4는 종래 광학부품의 맞대여진 상태를 도시한 도면.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
본 발명은 롱 아크 UV 램프가 설치된 노광장치를 한 개를 사용하지 않고 UV 램프의 길이방향으로 두 개 이상을 설치하여 노광 작업을 수행하게 되면, 1개의 노광장치를 설치한 것에 비해 조도의 균일성을 좀더 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
즉, 대면적 한쪽면 기준(1500mm 이상)의 평판 디스플레이 제품을 롱 아크 UV 램프 한 개로 노광 작업을 진행할 때, 평판 디스플레이의 전면유리 크기(size)가 커짐에 따라 UV 램프의 길이도 길어져야 하는데, UV 램프의 길이가 1500mm 이상(3000mm 수준)까지 제작은 가능하나 제작상 어렵고 또한 UV 램프의 취급(운송 및 교체)이 어려운 점등이 있으며, 또한 UV 램프의 길이가 길어짐에 따라 휨 문제가 발생하기 쉽고, 조도의 균일성을 향상시키기에는 더 어려운 문제점이 있기에 본 발명과 같이 두 개의 노광장치를 UV 램프의 길이방향으로 배치하여 사용함으로써 위와 같은 문제점들을 해결할 수 있었다.
이때 롱 아크 UV 램프의 길이방향으로 직렬로 배치된 램프하우징의 중앙부분을 약간 높이는, 구체적으로는 상기 램프하우징의 좌/우 측면 하단을 기준면으로 할 경우 약 30°이하로 램프하우징을 위치시켜 램프하우징 간 직렬로 중첩되는 부분의 조도 균일성을 향상시킬 수 있는 롱 아크 UV 램프를 이용한 노광장치를 구현할 수 있다.
특히, 본 발명은 롱 아크 UV 램프에서 발산되는 조도의 균일성을 위해 램프하우징에 장착된 광학 부품인 필터 및 필터지그의 단부를 면취 가공하여 상기 필터 및 필터지그를 마주보는 반대편 필터 및 필터지그와 맞대여졌을 때, 면접촉을 이루도록 구성하여 광의 손실 및 특성 변화를 최소화하여 광의 정밀한 제어가 가능하도록 한 롱 아크 유브이 램프를 이용한 경사 노광 및 경화장치에 사용되는 광학 부품을 구현하고자 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.
{실시 예 1}
첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 롱 아크 유브이 램프를 이용한 경사 노광 및 경화장치의 전체 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 장치에 사용되는 광학부품을 발췌하여 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 입체도이다.
도 1 내지 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 노광장치는 대면적의 평판 디스플레이의 전면유리(200)에 노광 공정을 수행하는 장치로서, 조도의 균일성을 향상시키기 위하여 두 개의 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22)를 램프하우징(10) 양측에 길이 방향으로 각각 배열 설치하여 구성한 것이다.
즉, 본 발명은 두 개의 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22)를 램프하우징(10)의 좌, 우 양측에 설치하여 대면적의 평판 디스플레이(한쪽면 기준 1500mm 이상)의 노광 작업을 수행할 수있다.
상기한 노광장치(100)는 램프하우징(10), 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22), 제 1, 2필터(30, 32), 제 1, 2필터부재(40, 42) 및 이송축(50)을 포함하여 구성한다.
상기 램프 하우징(10)은 상기 노광장치(100)의 외형을 구성하는 것으로서, 내부에는 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22), 제 1, 2필터(30, 32), 제 1, 2필터지그(40, 42)를 설치할 수 있는 공간(12)이 형성된다.
상기 램프 하우징(10)은 전체적으로 "∧"단면 형태를 가지도록 중앙부(10c)를 약간 높이는, 구체적으로는 상기 램프하우징(10)의 좌/우 측면(10a, 10b) 하단을 기준면으로 할 경우 상기 램프하우징(10)의 중앙부(10c)가 30°이하가 되도록 높게 형성함이 바람직하며, 이는 제 1, 2 롱 아크 UV 램프(10, 12)간의 직렬로 중첩되는 부분의 조도 균일성을 향상시킬 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 상기 램프 하우징(10)을 좌,우 측면(10a, 10b) 하단에서 중앙부(10c)로 갈수록 상향으로 경사(R)지게 배치 구성함으로서 상기 램프 하우징(10)의 내부 공간(12) 양측에 각각 설치되는 제 1, 2롱 아크 UV 램프(10, 12)들 역시 서로 직렬로 배치되는 것이 아니라 상기 램프 하우징(10)의 경사(R)각도에 맞추어 서로 기울어지게 배치될 수 밖에 없으며, 이를 통해 제 1, 2롱 아크 UV 램프(10, 12)들 역시 서로 직렬로 배치할 때, 발생하는 제 1. 2롱아크 UV 램프(10, 12) 간의 사이 거리 차이로 인한 조도의 불균일성(즉, 제 1. 2롱아크 UV 램프 간의 사이에는 그 거리 차이만큼 광원이 상대적으로 약한 문제)을 해소할 수 있게 된다.
상기 램프하우징(10)의 상단에는 적어도 하나 이상의 1이송축(50)이 설치된다. 상기 이송축(50)은 상기 램프하우징(10)을 좌/우 방향으로 이동시키는 역할을 하며, 이러한 동작에 따라 램프하우징(10) 간에 존재하는 조도 차이를 줄일 수 있고 또한 점광원에 비하여 조도의 균일성이 떨어지는 문제점을 극복할 수 있다. 이때 상기 이송축(50)의 상세구성은 통상적인 동력전달장치를 적용하면 되고, 예를 들어 모터, 기어, 벨트 등으로 구성된 통상의 구동장치를 사용한다.
상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22)는 평판 디스플레이의 전면유리(이하 "전면유리"라 함)(200)를 커버(cover)할 수 있는 개수만큼 설치되는 것이 바람직하고, 상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22)의 개수에 따라 램프하우징(10)과 제 1, 2필터(30, 32)도 동일한 개수로 설치된다.
상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22)는 상기 램프하우징(10)의 내부 공간(12)에 설치되는데, 이때 상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22)는 상기 램프 하우징(10)이 가지는 형상, 즉 좌,우 측면 하단에서 중앙으로 갈수록 상향으로 경사지게 형성된 램프 하우징(10)의 구조를 통해, 상기 램프 하우징(10)의 내부 공간(12)에 설치시 상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22)들 역시 서로 직렬로 배치되는 것이 아니라 상기 램프 하우징(10)의 경사(R)각도에 맞추어 서로 기울어지게 배치되어 직렬로 배치될 때의 제 1. 2롱아크 UV 램프(20, 22) 간의 사이 거리 차이로 인한 조도의 불균일성을 해소할 수 있다.
상기 제 1, 2필터(30, 32)는 상기 램프하우징(10)의 내부 공간(12)에 외부로 인출 가능하게 삽입되는 제 1, 2필터지그(40, 42)에 설치되어, 상기 제 1, 2필터지그(40, 42)를 상기 램프하우징(10)에서 인출 및 인입 시키는 동작에 따라 상기 램프하우징(10) 내부에 설치되어 있는 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22) 아래에 위치하며 상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22)에서 발산되는 광원을 투과시키게 된다. 이때 상기 제 1, 2필터(30, 32)는 상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22)와 기울어진 각도와 평행한 각도를 이루도록 배치하게 된다.
상기 제 1, 2필터(30, 32)는 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22)의 길이방향으로 투과율을 다르게 형성하는데, 바람직하게는 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22)에서 조사되는 광원의 투과율을 필터의 중앙부분은 낮추고 양측 끝부분으로 갈수록 투과율을 높이는 방식으로 자외선 영역 파장대만 투과할 수 있도록 코팅을 하여 필터를 제작함이 바람직하며, 이는 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22)의 길이에 따른 조도 차이를 최소화하여 전체적인 조도의 균일성을 향상시킬 수 있다.
즉, 상기 제 1, 2롱아크 UV 램프(20, 22)에서 조사되는 광원은 중앙이 제일 강하고 양측으로 갈수록 약하기 때문에 상기와 같이 필터의 투과율을 조정하게 되면 균일한 조도를 구현할 수 있는 것이다.
상기한 제 1, 2필터(30, 32)와, 상기 제 1, 2필터지그(40, 42) 역시 상기 램프 하우징(10)이 가지는 양측 하단에서 중앙으로 갈수록 상향으로 경사지게 형성된 램프 하우징(10)의 경삭(R)각도에 맞추어 서로 기울어지게 배치 구성되어, 제 1, 2롱아크 UV 램프(20, 22)에서 조사되는 광원을 투과시키게 된다.
특히, 본 발명은 도 2에서와 같이 램프하우징(10)의 경사(R)각도에 의해 서로 맞대여지는 상기 제 1, 2필터지그(40, 42) 및 상기 제 1, 2필터(30, 32)의 각 단부(30a, 32a, 40a, 42a)를 면취 가공하여 구성하고 있고, 이를 통해 상기 제 1, 2필터(30, 32) 및 상기 제 1, 2필터부재(40, 42)의 단부(30a, 32a, 40a, 42a)를 서로 맞대였을 때, 선접촉이 아닌 면접촉을 이루도록 구성하여 광의 손실 및 특성 변화를 최소화하여 광의 정밀한 제어가 가능하게 구현할 수 있다.
즉, 제 1, 2필터(30, 32) 및 제 1, 2필터부재(40, 42)의 단부(30a, 32a, 40a, 42a)를 종래 기술과 같이 면취 가공하지 않은 상태에서는 도 4에서와 같이 제 1, 2필터(30, 32) 및 제 1, 2필터부재(40, 42)의 단부((30a, 32a, 40a, 42a)를 서로 맞대였을 때, 선 형태의 접촉을 이룸에 따라 제 1, 2 롱아크 UV 램프(20, 22)에서 발산된 광원이 제 1, 2필터(30, 32)를 투과하는 과정에서 상기 제 1, 2필터(30, 32)의 서로 맞대여지는 단부(30a, 32a)를 투과하는 광원은 제어가 제대로 이루어지지 않은 파장이 제품으로 누광될 수 있어 광의 정밀한 제어가 이루어지지 못해 제품의 불량을 유발시킬 수 있는 문제점이 있었다.
이에 반하여, 본 발명은 상기 제 1, 2필터(30, 32) 및 상기 제 1, 2필터지그(40, 42)의 서로 맞대여지는 단부(30a, 32a, 40a, 42a)를 면취 가공하여 상기 제 1, 2필터(30, 32)와. 상기 제 1, 2필터부재(40, 42)를 서로 맞대였을 때, 선접촉이 아닌 면접촉을 이루게 됨으로서 상기 제 1, 2필터(30 ,32)의 서로 맞대여지는 단부(30a, 32a)를 투과하는 광원은 제어가 제대로 이루어질 수 있음으로서 광의 정밀한 제어가 이루어질 수 있어 제품의 불량을 미연에 방지할 수 있는 것이다.
10: 램프하우징 20, 22: 제 1, 2롱 아크 UV 램프
30, 32: 제 1, 2필터 40, 42: 제 1, 2필터지그
30a, 32a, 40a, 42a: 단부

Claims (2)

  1. 롱 아크 UV 램프를 이용한 경사 노광 및 경화장치에 사용되는 광학 부품에 있어서,
    전체적으로 "∧"단면 형태를 가지도록 좌우 측면(10a, 10b) 하단에서 중앙부(10c)로 갈수록 상향으로 30°이하의 각도로 경사(R)지도록 형성된 램프하우징(10);
    상기 램프하우징(10)의 내부 공간(12) 양측에 각각 설치되되, 상기 램프하우징(10)의 경사(R)각도에 맞추어 서로 기울어지게 배치되어 광원을 조사하는 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22);
    상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22) 아래에 상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20, 22)의 기울어진 각도와 평행한 각도를 이루도록 위치하며 상기 제 1, 2롱 아크 UV 램프(20 ,22)에서 조사되는 광원을 투과시키는 제 1, 2필터(30, 32)를 포함하며;
    상기 제 1, 2필터(30, 32)의 단부(30a, 32a)는 면취 가공하여 서로 면접촉을 이룬 상태로 맞대어지도록 구성하여, 상기 단부(30a, 32a)를 투과하는 광원이 제품으로 누광되는 것을 차단토록 한 특징으로 하는 롱 아크 UV 램프를 이용한 경사 노광 및 경화장치에 사용되는 광학 부품.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1, 2필터(30, 32)는 상기 램프하우징(10) 내부에서 외부로 인출 가능하게 삽입되는 제 1, 2필터지그(40, 42)에 설치되도록 하며;
    상기 제 1, 2필터지그(40, 42)의 단부(40a, 42a)는 면취 가공하여 서로 면접촉을 이룬 상태로 맞대어지도록 구성함을 특징으로 하는 롱 아크 UV 램프를 이용한 경사 노광 및 경화장치에 사용되는 광학 부품.






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