KR101586062B1 - 광 출력제어 기능을 구비한 led 노광 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

광 출력제어 기능을 구비한 led 노광 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 다수의 LED 모듈을 포함하는 LED 광원부; 상기 다수의 LED 모듈로부터 입사되는 광의 균일도를 개선하여 출사시키는 렌즈부; 상기 렌즈부를 통과한 광을 스테이지를 향해 반사하도록 설치되는 미러부; 상용 전원부로부터 공급된 AC 전원을 상기 다수 LED 모듈이 작동할 수 있도록 DC 전원으로 변환하여 공급하는 파워 서플라이부; 및 각 LED 모듈에서 조사되는 광의 세기를 측정하고, 측정된 광 세기와 기준값을 비교하여 광 출력이 저하된 것으로 판단되면 상기 파워 서플라이부의 제어를 통하여 LED 모듈에 공급되는 전류를 조절하는 광 출력 조절부;를 포함하는 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치 및 그 제어방법이 제공된다.

Description

광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치 및 그 제어 방법 {LED exposure apparatus capable of controlling light output and method for controlling the same}
본 발명은 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각 LED 모듈의 개별적인 광 세기를 측정하고, 측정된 결과에 기초하여 각각의 광 출력제어를 통한 노광면의 광 균일도를 개선할 수 있는 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
노광 장치는 광원으로부터 발산되는 빛(자외선)을 원하는 패턴이 형성된 마스크를 통하여 빛에 반응하는 물질인 감광액(Photo-resist)이 코팅된 피노광체에 조사하여 피노광체에 원하는 패턴을 전사시키는 장치로, LCD(Lliquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), PCB(Printed Circuit Board), OLED(OrganicLight Emitting Diode) 등의 제조분야에 주로 사용하고 있다.
일반적인 노광 장치는, 고정 설치된 광원으로부터 발산되는 광을 상부 노광 스테이지 상에 올려지는 피노광체의 전면에 일괄적으로 조사시키는 구조로 이루어지는데, 광이 피노광체의 전면에 균일하게 조사될 수 있도록 광원과 피노광체 사이에 렌즈와 미러들을 복잡하게 셋팅하여 이루어져 있다.
광원으로부터 발산되는 광이 렌즈와 미러를 거치는데 필요한 공간이 확보되어야 하기 때문에 노광 장치의 부피도 커질 수밖에 없으며, 그에 따라 노광 작업실의 공간도 클 수밖에 없었는데, 중대형 노광 장치의 경우에는 노광 작업실이 대형버스 정도의 공간을 차지하게 되는 문제점을 가진다. 이는 노광 장치에 대한 제작, 설치, 운영 비용 및 노광 작업실에 대한 설치, 운영 비용을 증가시키는 원인이 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 노광 장치로서, UV 빔을 발생하는 UV 램프(1)와, UV 빔으로부터 파장에서 벗어나는 성분의 파장을 걸러내는 콜드 미러(Cold Mirror)(2)와, 콜드 미러에서 반사된 빔을 균질화하는 인터그레이터(Integrator) 광학계(3)와, 균질화된 빔을 노광하고자 하는 기판(5)쪽으로 반사시키고 빔을 평행광으로 노광면에 입사하도록 하는 폴딩 미러(Folding Mirror)(4)로 구성된다.
종래 노광 공정에 사용되는 노광 장치의 UV 램프는 수은과 같은 방전 가스가 주입된 방전 램프에서 생성된 자외선 대역의 광을 이용하여 감광 물질을 노광하는 방식으로 구성된다. 이러한 UV 램프는 일반적으로 수명이 1,000 시간 내외로 짧아 교체에 따른 소모성 비용이 증가할 뿐만 아니라 교체시마다 장시간의 휴지 기간이 필요하다는 문제가 있었다. 특히, 휴지 기간에는 UV 램프에 대한 냉각시간, 교체 작업 시간 및 교체된 새로운 UV 램프의 위치 조정 등과 같은 세팅 시간 등이 필요하므로, UV 램프의 교체시마다 생산에 상당한 차질이 발생하게 되었다. 또한, UV 램프는 온/오프하는 경우, 정상 상태로 작동하기까지의 시간이 상당히 오래 걸릴 뿐만 아니라 빈번한 온/오프 작동시 열적 스트레스로 인해 크랙이 발생될 수 있기 때문에, 일반적으로 항상 온 상태를 유지하며 사용되고 있다. 따라서, 불필요한 전력 낭비가 발생하게 되는 등의 문제가 있었다. 아울러, 이러한 방전 램프는 그 출사광이 모든 방향으로 방사되는 형태로 구성되므로, 이러한 출사광을 타원 미러를 통해 집광해야 하며, 광원의 효율이 떨어지는 등의 문제가 있었다.
이러한 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여, 노광 장치의 광원을 LED로 적용한 기술들이 개발되고 있다. 그러나, LED의 경우 동일한 제품의 LED로 각각 출력에 차이가 있으며, LED 수명에 따른 문제로 시간이 경과함에 따라 출력이 떨어지는 성능 저하가 발생할 수 있다.
광 출력이 차이가 있는 다수의 LED 모듈을 이용하여 노광 장치의 광원으로 사용할 경우, 노광면에서 광 균일도가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
한국공개특허 제10-2013-0078004호
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 각 LED 모듈의 개별적인 광 세기를 측정하고, 측정된 결과에 기초하여 각각의 광 출력제어를 통한 노광면의 광 균일도를 개선할 수 있는 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 다수의 LED 모듈을 포함하는 LED 광원부; 상기 다수의 LED 모듈로부터 입사되는 광의 균일도를 개선하여 출사시키는 렌즈부; 상기 렌즈부를 통과한 광을 스테이지를 향해 반사하도록 설치되는 미러부; 상용 전원부로부터 공급된 AC 전원을 상기 다수 LED 모듈이 작동할 수 있도록 DC 전원으로 변환하여 공급하는 파워 서플라이부; 및 각 LED 모듈에서 조사되는 광의 세기를 측정하고, 측정된 광 세기와 기준값을 비교하여 광 출력이 저하된 것으로 판단되면 상기 파워 서플라이부의 제어를 통하여 LED 모듈에 공급되는 전류를 조절하는 광 출력 조절부;를 포함하는 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치가 제공된다.
상기 광 출력 조절부는 LED 모듈에서 조사되는 광 세기를 측정하고, 측정된 결과를 판단 모듈로 전송하는 광 세기 측정모듈; 및 상기 광 세기 측정모듈에서 수신한 LED 모듈의 광 세기 측정값과 미리 설정된 LED 모듈의 기준 설정값과 비교하여, 해당 LED 모듈의 광 출력이 기준 설정값과 오차 범위 이내에서 일치하는지 여부를 판단하는 판단 모듈을 포함한다.
상기 파워 서플라이부의 제어를 통하여 LED 모듈에 공급되는 전류량을 보정하여, LED 모듈의 광 출력을 조절하는 광 출력 보정 모듈을 더 포함한다.
상기 LED 모듈로부터 입사된 광을 확산시키고, 평행광 형태로 출력시키는 광학부를 더 포함한다.
상기 광학부는 다수의 광학 부재 및 상기 다수의 광학 부재를 지지하기 위한 광 가이드;를 포함하며, 상기 광 세기 측정모듈은 상기 광 가이드의 내측벽에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 광 세기 측정모듈은 포토 다이오드를 이용하며, 상기 포토 다이오드는 상기 LED 모듈의 광 조사각 범위를 벗어나는 위치에 설치된다.
상기 광 출력 조절부는 상기 광 세기 측정모듈의 작동 순서 및 작동 주기를 결정하는 모니터링 주기 결정 모듈; 상기 모니터링 주기 결정 모듈에서 결정된 작동 주기의 시간을 카운트하고, 카운트된 시간 정보를 제어부로 전송하는 타이머 모듈;을 더 포함한다.
상기 다수의 LED 모듈은 기본 LED 모듈과 스페어 LED 모듈로 구성되며, 상기 광 출력 조절부로부터 LED 모듈의 고장판단 신호를 수신하면, 해당 LED 모듈의 작동을 중단하고, 임의의 스페어 LED 모듈을 선택하여 작동시키는 광원 선택부를 더 포함한다. ,
상기 광 출력 조절부를 통하여 LED 모듈에 광 출력 이상 발생을 감지한 경우, 감지 결과를 운영자에게 통보하는 경고부를 더 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 광 출력 조절부를 통하여 동작중인 LED 모듈의 광 세기를 측정하는 단계; LED 모듈의 광 세기 측정값과 미리 설정된 LED 모듈의 기준 설정값과 비교하는 단계; 해당 LED 모듈의 광 세기 측정값이 기준 설정값 미만 인지를 판단하는 단계; 판단 결과, 해당 LED 모듈의 광 세기 측정값이 기준 설정값 미만인 경우, 파워 서플라이부의 제어를 통하여 해당 LED 모듈에 공급되는 전류량을 보정하여 해당 LED 모듈의 광 출력이 기준 설정값에 일치되도록 조절하는 단계;를 포함하는 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 제어방법이 제공된다.
본 발명에서와 같이, 각 LED 모듈의 개별적인 광 세기를 측정하고, 측정된 결과에 기초하여 각각의 광 출력제어를 통하여 노광면의 광 균일도를 개선할 수 있게 된다.
그리고, 광 세기를 측정하기 위한 측정 모듈을 LED 모듈의 광 경로에 영향을 끼치지 않는 영역에 설치함으로써, 광 손실을 최소화하면서 광 세기의 측정 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 다수의 LED 모듈 중 스페어 LED 모듈을 배치하고, 임의의 LED 모듈의 광 출력이 저하되거나 문제가 발생한 경우, 해당 LED 모듈을 스페어 LED 모듈로 대체함으로써, 작업을 중단하지 않으면서도 노광면의 광 균일도를 유지할 수 있게 되어 작업 효율을 개선할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 노광 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 배면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 기능 블록도이다.
도 5는 광학부의 개략적인 구성도이다.
도 6은 도 4에 도시된 광 출력 조절부의 기능 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 기능 블록도이다.
도 8은 도 7에 도시된 광 출력 조절부의 기능 블록도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 광원부의 LED 모듈 어레이를 나타낸 개략도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 기능 블록도이다.
도 11은 본 발명에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 개략적인 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 배면 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 LED를 이용한 노광 장치는 스테이지(10), 베이스 플레이트(30), LED 광원부(100), 광학부(200), 렌즈부(300) 및 미러부(400)를 포함한다.
스테이지(10)는 노광 공정을 위한 기판(20)이 안착되도록 평판형으로 형성되며, 스테이지(10)에 안착되는 기판(20)은 상면에 감광 물질이 도포된 형태로 구성된다. 기판(20)에 도포된 감광 물질에는 특정 패턴이 형성된 마스크(미도시)를 통과한 노광용 광에 의해 특정 패턴이 전사된다.
LED 광원부(100)는 다수의 LED 모듈된다. 각 LED 모듈은 LED 패키지와 LED 패키지가 실장되는 인쇄회로기판을 포함한다. LED 패키지는 전원을 공급받아 빛을 조사하는 LED 칩, 리드 프레임, 와이어 및 몰딩부로 구성된다. 기판 상에 리드 프레임이 배치되며, LED 칩은 기판 상에 실장되며, 와이어를 통하여 리드 프레임과 전기적으로 연결된다. 몰딩부는 기판 상에 실장된 LED 칩을 봉지하여, LED 칩을 보호하며, LED 칩에서 방사되는 광의 지향각을 조절한다.
본 실시예에서 사용되는 LED 칩은 자외선 파장대의 광을 조사하는 UV LED 칩을 사용한다. 그리고, 본 실시예의 경우, 4×4 형태로 총 16개의 LED 모듈로 구성된 LED 광원부를 사용한다. 그러나, LED 모듈의 개수 및 배치 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변형될 수 있다.
베이스 플레이트(30)는 만곡진 형태로 형성되어, 일 측면이 오목한 곡면을 이루도록 형성되며, LED 모듈의 개수에 상응하는 개수의 홀(hole)이 형성된다.
광학부(200)는 LED 모듈로부터 입사된 광을 확산시키고, 평행광 형태로 만드는 기능을 수행한다. 광학부(200)는 각 LED 모듈의 개수에 상응하게 다수로 구성되며, 각 광학부(200)의 일 단에는 LED 모듈이 배치되고, 각 광학부(200)의 타 단은 베이스 플레이트(30)에 형성된 홀(hole)에 삽입 설치된다. 즉, 광학부(200) 및 LED 모듈은 베이스 플레이트(30)의 후면에 설치된다.
한편, 본 실시예의 경우 베이스 플레이트(30)가 만곡진 형태로 형성되나, 베이스 플레이트가 평판형태로 형성되는 경우에는 각각의 광학부(200)는 렌즈부(300)의 가상의 중심점을 향하여 틸트되게 설치될 수 있다. 그 결과, 다수의 LED 모듈로부터 조사되는 광은 렌즈부(300)를 향하여 중첩되게 조사되며, 광의 균일도 및 집중도를 향상시킬 수 있게 된다.
렌즈부(300)는 베이스 플레이트(30)의 전방부에 배치되며, 다수의 LED 모듈로부터 입사되는 광의 균일도를 개선하여 미러부(400)로 조사하는 기능을 수행한다. 본 실시예에서, 렌즈부(300)는 플라이 아이 렌즈(Fly eye lens)로 구성될 수 있으며, 이러한 렌즈는 광 분포를 더욱 양호하게 하는 역할을 수행한다.
미러부(400)는 렌즈부(300)를 통과한 광을 스테이지(10)를 향해 반사하도록 구성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 기능 블록도이며, 도 5는 광학부의 개략적인 구성도이며, 도 6은 도 4에 도시된 광 출력 조절부의 기능 블록도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치는 LED 광원부(100), 광학부(200), 렌즈부(300), 미러부(400), 파워 서플라이부(500), 광 출력 조절부(600) 및 제어부(1000)를 포함한다. 광 출력 조절부(600)는 광 세기 측정 모듈(610), 판단 모듈(620) 및 광 출력 보정 모듈(630)을 포함한다.
LED 광원부(100)는 다수의 LED 모듈로 구성된다. 각 LED 모듈은 자외선 파장대의 광을 조사하는 UV LED 칩을 사용하여, 자외선 광을 조사한다.
광학부(200)는 각 LED 모듈의 전단에 설치되어, 각 LED 모듈로부터 입사된 광을 확산시키고, 평행광 형태로 만들어 렌즈부(300)로 출사시킨다. 이러한 광학부(200)는 렌즈부(300)를 향하여 틸트되게 베이스 플레이트(미도시)에 설치된다. 한편, 각 LED 모듈 및 광학부로부터 출사되는 다수의 광이 렌즈부(300)의 가상의 중심점에 집중되도록, 만곡진 형태의 베이스 플레이트에 설치될 수 있다.
렌즈부(300)는 다수의 LED 모듈로부터 입사되는 광의 균일도를 개선하여 미러부(400)로 조사하는 기능을 수행한다. 본 실시예에서, 렌즈부(300)는 플라이 아이 렌즈(Fly eye lens)로 구성될 수 있으며, 이러한 렌즈는 광 분포를 더욱 양호하게 하는 역할을 수행한다.
미러부(400)는 렌즈부(300)를 통과한 광을 스테이지(미도시)를 향해 반사하도록 구성된다.
파워 서플라이부(500)는 상용 전원부(미도시)로부터 공급된 AC 전원을 LED 광원부의 각 LED 모듈이 작동할 수 있도록 DC 전원으로 변환하여 공급하는 기능을 수행한다.
광 출력 조절부(600)는 각 LED 모듈에서 조사되는 광의 세기를 개별적으로 측정하고, 측정된 광 세기와 기준값을 비교하여 광 출력이 저하된 것으로 판단되면 파워 서플라이부(500)의 제어를 통하여 각 LED 모듈에 공급되는 전류를 조절하여 각 LED 모듈의 광 출력을 일정하게 유지하는 기능을 수행한다.
이러한 광 출력 조절부(600)는 광 세기 측정모듈(610), 판단 모듈(620) 및 광 출력 보정 모듈(630)로 구성된다.
광 세기 측정모듈(610)은 각 LED 모듈의 개수에 상응하게 다수의 광 세기 측정모듈(610)로 구성되며, LED 모듈에서 조사되는 광 세기를 측정하고, 측정된 결과를 판단 모듈(620)로 전송하는 기능을 수행한다.
판단 모듈(620)은 광 세기 측정모듈(610)에서 수신한 LED 모듈의 광 세기 측정값과 미리 설정된 LED 모듈의 기준 설정값과 비교하여, 해당 LED 모듈의 광 출력이 기준 설정값과 오차 범위 이내에서 일치하는지 여부를 판단한다.
광 출력 보정 모듈(630)은 판단 모듈(620)에서의 판단 결과 LED 모듈의 광 출력이 기준 설정값 범위를 벗어나는 것으로 판단되면, 파워 서플라이부(500)의 제어를 통하여 해당 LED 모듈에 공급되는 전류량을 보정하여 해당 LED 모듈의 광 출력이 기준 설정값에 일치되도록 한다.
제어부(900)는 LED 광원부(100), 파워 서플라이부(500) 및 광 출력 조절부(600)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
도 5를 참조하면, 각 광학부(200)는 광 가이드(201) 및 다수의 광학 부재(210, 220, 230)로 구성된다. 본 실시예의 경우, 광 가이드(201)는 각 광학 부재의 크기에 따라 서로 상이한 직경을 갖는 원통 형태로 설치된다. 제1 광학 부재 내지 제3 광학 부재(210 ~ 230)는 LED 모듈로부터 입사된 광을 확산시키거나, 평행광 형태로 만드는 기능을 수행하는 광학 부재를 선택적으로 사용한다.
이러한 각각의 광학부(200) 내에 LED 모듈로부터 조사되는 광 세기를 측정하기 위한 광 세기 측정모듈(610)이 설치된다. 광 세기 측정모듈(610)로는 포토 다이오드가 사용되며, 포토 다이오드는 LED 모듈과 인접한 광 가이드(201)의 내측벽에 설치된다. 즉, 포토 다이오드는 LED 모듈의 광 조사각 범위를 벗어나는 위치에 설치되어, LED 모듈에서 조사되는 산란광을 입력받아 해당 LED 모듈의 광 세기를 측정한다. 그 결과, 포토 다이오드는 LED 모듈의 광 경로를 가리지 않고 LED 모듈에서 조사되는 광 세기를 측정함으로써, 광 손실없이 LED 광의 세기를 측정할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 기능 블록도이며, 도 8은 도 7에 도시된 광 출력 조절부의 기능 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치는 LED 광원부(100), 광학부(200), 렌즈부(300), 미러부(400), 파워 서플라이부(500), 광 출력 조절부(600), 경고부(700), 데이터베이스부(800) 및 제어부(1000)를 포함한다.
본 실시예는 위 실시예와 비교하여, 광 출력 조절부(600), 경고부(700) 및 데이터베이스부(800)의 구성이 상이하며, 나머지 구성은 유사한 바 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다.
광 출력 조절부(600)는 각 LED 모듈에서 조사되는 광의 세기를 개별적으로 측정하고, 측정된 광 세기와 기준값을 비교하여 광 출력이 저하된 것으로 판단되면 파워 서플라이부(500)의 제어를 통하여 각 LED 모듈에 공급되는 전류를 조절하여 각 LED 모듈의 광 출력을 일정하게 유지하는 기능을 수행한다. 한편, 본 실시예의 경우, 광 출력 조절부(600)는 다수 LED 모듈의 광 출력 이상 발생 여부의 모니터링 주기 및 순서를 설정하여, 설정된 모니터링 주기 및 순서에 기초하여 LED 모듈의 광 출력 이상 발생여부를 모니터링하고, 광 출력을 조절하는 기능을 수행한다.
경고부(700)는 광 출력 조절부(600)를 통하여 LED 모듈에 광 출력 이상 발생을 감지한 경우, 감지 결과를 운영자에게 통보하는 기능을 수행한다.
데이터베이스부(800)에는 LED 모듈의 광 출력 기준 설정값, LED 모듈의 광 세기 측정값, LED 모듈의 기본 정보, 설치 정보 및 수리 정보 등에 관한 데이터가 저장된다.
도 8을 참조하면, 광 출력 조절부(600)는 광 세기 측정 모듈(610), 판단 모듈(620), 광 출력 보정 모듈(630), 모니터링 주기 결정 모듈(640) 및 타이머 모듈(650)을 포함한다.
광 세기 측정모듈(610)은 각 LED 모듈의 개수에 상응하게 다수의 광 세기 측정모듈(610)로 구성되며, LED 모듈에서 조사되는 광 세기를 측정하고, 측정된 결과를 판단 모듈(620)로 전송하는 기능을 수행한다.
판단 모듈(620)은 광 세기 측정모듈(610)에서 수신한 LED 모듈의 광 세기 측정값과 미리 설정된 LED 모듈의 기준 설정값과 비교하여, 해당 LED 모듈의 광 출력이 기준 설정값과 오차 범위 이내에서 일치하는지 여부를 판단한다.
광 출력 보정 모듈(630)은 판단 모듈(620)에서의 판단 결과 LED 모듈의 광 출력이 기준 설정값 범위를 벗어나는 것으로 판단되면, 파워 서플라이부(500)의 제어를 통하여 해당 LED 모듈에 공급되는 전류량을 보정하여 해당 LED 모듈의 광 출력이 기준 설정값에 일치되도록 한다.
모니터링 주기 결정 모듈(640)은 다수의 광 세기 측정모듈(610)의 작동 순서 및 작동 주기를 결정하는 기능을 수행한다. 모니터링 주기 결정 모듈(640)은 LED 모듈의 기본 정보, 설치 정보 및 수리 정보 등에 관한 데이터에 기초하여, 광 세기 측정모듈(610)의 작동 순서 및 작동 주기를 결정한다. 즉, 이상 발생 확률이 상대적으로 높은 그룹과 이상 발생 확률이 상대적은 낮은 그룹으로 분류하여 모니터링의 주기 및 순서를 서로 상이하게 결정하는 기능을 수행한다. 이상 발생 확률이 상대적으로 높은 그룹에 속하는 LED 모듈는 모니터링 주기를 상대적으로 짧게하여 모니터링을 자주 수행하고, 이상 발생 확률이 상대적으로 낮은 그룹에 속하는 LED 모듈은 모니터링 주기를 상대적으로 길게하여, 모니터링 수행으로 인한 부하 발생을 감소시키면서도 모니터링 효율을 극대화할 수 있게 된다.
타이머 모듈(650)은 모니터링 주기 결정 모듈(640)에서 결정된 작동 주기의 시간을 카운트하고, 카운트된 시간 정보를 제어부로 전송하는 기능을 수행한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 광원부의 LED 모듈 어레이를 나타낸 개략도이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 기능 블록도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 본 실시예에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치는 LED 광원부(100), 광학부(200), 렌즈부(300), 미러부(400), 파워 서플라이부(500), 광 출력 조절부(600), 광원 선택부(900) 및 제어부(1000)를 포함한다.
LED 광원부(100)는 다수의 LED 모듈로 구성된다. 각 LED 모듈은 자외선 파장대의 광을 조사하는 UV LED 칩을 사용하여, 자외선 광을 조사한다. 본 실시예의 경우, 다수의 LED 모듈은 기본 LED 모듈(110)과 스페어 LED 모듈(150)로 구성된다. 즉, 본 실시예의 경우 M×M 어레이로 다수의 LED 모듈이 배치되고, 그 중 일부는 기본 LED 모듈(110)로서 기능하고, 나머지는 기본 LED 모듈에 이상이 발생한 경우에 작동시키기 위한 스페어 LED 모듈(150)로 기능한다.
광 출력 조절부(600)는 각 LED 모듈에서 조사되는 광의 세기를 개별적으로 측정하고, 측정된 광 세기와 기준값을 비교하여 광 출력이 저하된 것으로 판단되면 파워 서플라이부(500)의 제어를 통하여 각 LED 모듈에 공급되는 전류를 조절하여 각 LED 모듈의 광 출력을 일정하게 유지하는 기능을 수행한다. 한편, 파워 서플라이부(500)의 공급 전류 조절을 통해서도 LED 모듈의 광 출력이 기준값에 미치지 못하는 경우에는 해당 LED 모듈의 고장판단 신호를 광원 선택부(900)로 전송한다.
광원 선택부(900)는 광 출력 조절부(600)로부터 LED 모듈의 고장판단 신호를 수신하면, 해당 LED 모듈의 작동을 중단하고, 임의의 스페어 LED 모듈(150)을 선택하여 작동시킨다.
본 실시예에 따르면, 노광 공정 중에 임의의 LED 모듈의 광 출력이 공급 전류량의 조절을 통해서도 기준값 미만으로 현저히 저하되는 경우, 노광 작업을 중단하지 않은 채, 해당 LED 모듈을 스페어 LED 모듈로 대체하여 작동시킴으로써, 노광면의 광 균일도를 일정하게 유지할 수 있으며, 노광 공정 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
도 11은 본 발명에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 우선, 광 출력 조절부(600)를 통하여 동작중인 LED 모듈의 광 세기를 측정하는 과정을 수행한다(S110).
LED 모듈의 광 세기 측정값과 미리 설정된 LED 모듈의 기준 설정값과 비교하는 과정을 수행한다(S120).
해당 LED 모듈의 광 세기 측정값이 기준 설정값 미만 인지를 판단하는 과정을 수행한다(S130).
판단 결과, 해당 LED 모듈의 광 세기 측정값이 기준 설정값 미만인 경우, 파워 서플라이부(500)의 제어를 통하여 해당 LED 모듈에 공급되는 전류량을 보정하여 해당 LED 모듈의 광 출력이 기준 설정값에 일치되도록 한다(S140).
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치 및 그 제어 방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10 : 스테이지 20 : 기판
30 : 베이스플레이트 50 : 전원부
100 : LED 광원부 200 : 광학부
300 : 렌즈부 400 : 미러부
500 : 파워서플라이부 600 : 광 출력 조절부
700 : 경고부 800 : 데이터베이스부
900 : 광원 선택부 1000: 제어부

Claims (10)

  1. 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치에 있어서,
    다수의 LED 모듈을 포함하는 LED 광원부;
    상기 다수의 LED 모듈로부터 입사되는 광의 균일도를 개선하여 출사시키는 렌즈부;
    상기 렌즈부를 통과한 광을 스테이지를 향해 반사하도록 설치되는 미러부;
    상용 전원부로부터 공급된 AC 전원을 상기 다수 LED 모듈이 작동할 수 있도록 DC 전원으로 변환하여 공급하는 파워 서플라이부; 및
    각 LED 모듈에서 조사되는 광의 세기를 측정하고, 측정된 광 세기와 기준값을 비교하여 광 출력이 저하된 것으로 판단되면 상기 파워 서플라이부의 제어를 통하여 LED 모듈에 공급되는 전류를 조절하는 광 출력 조절부;를 포함하며,
    상기 광 출력 조절부는,
    LED 모듈에서 조사되는 광 세기를 측정하고, 측정된 결과를 판단 모듈로 전송하는 광 세기 측정모듈; 상기 광 세기 측정모듈에서 수신한 LED 모듈의 광 세기 측정값과 미리 설정된 LED 모듈의 기준 설정값과 비교하여, 해당 LED 모듈의 광 출력이 기준 설정값과 오차 범위 이내에서 일치하는지 여부를 판단하는 판단 모듈; 상기 광 세기 측정모듈의 작동 순서 및 작동 주기를 결정하는 모니터링 주기 결정 모듈; 및 상기 모니터링 주기 결정 모듈에서 결정된 작동 주기의 시간을 카운트하고, 카운트된 시간 정보를 제어부로 전송하는 타이머 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파워 서플라이부의 제어를 통하여 LED 모듈에 공급되는 전류량을 보정하여, LED 모듈의 광 출력을 조절하는 광 출력 보정 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 LED 모듈로부터 입사된 광을 확산시키고, 평행광 형태로 출력시키는 광학부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광학부는,
    다수의 광학 부재 및
    상기 다수의 광학 부재를 지지하기 위한 광 가이드;를 포함하며,
    상기 광 세기 측정모듈은 상기 광 가이드의 내측벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광 세기 측정모듈은 포토 다이오드를 이용하며, 상기 포토 다이오드는 상기 LED 모듈의 광 조사각 범위를 벗어나는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 LED 모듈은 기본 LED 모듈과 스페어 LED 모듈로 구성되며,
    상기 광 출력 조절부로부터 LED 모듈의 고장판단 신호를 수신하면, 해당 LED 모듈의 작동을 중단하고, 임의의 스페어 LED 모듈을 선택하여 작동시키는 광원 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광 출력 조절부를 통하여 LED 모듈에 광 출력 이상 발생을 감지한 경우, 감지 결과를 운영자에게 통보하는 경고부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치.
  10. 제1항,제3항,제4항,제5항,제6항,제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 따른 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 제어방법으로서,
    광 출력 조절부를 통하여 동작중인 LED 모듈의 광 세기를 측정하는 단계;
    LED 모듈의 광 세기 측정값과 미리 설정된 LED 모듈의 기준 설정값과 비교하는 단계;
    해당 LED 모듈의 광 세기 측정값이 기준 설정값 미만 인지를 판단하는 단계;
    판단 결과, 해당 LED 모듈의 광 세기 측정값이 기준 설정값 미만인 경우, 파워 서플라이부의 제어를 통하여 해당 LED 모듈에 공급되는 전류량을 보정하여 해당 LED 모듈의 광 출력이 기준 설정값에 일치되도록 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 출력제어 기능을 구비한 LED 노광 장치의 제어방법.

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