KR101604586B1 - 평행광 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평행광 조명장치를 개시한다.
본 발명에 따르면, 수㎛ 단위 미세 선폭의 노광공정 및 대면적 노광공정을 동시에 달성할 수 있는 조명장치를 제공할 수 있다.

Description

평행광 조명장치{LIGHTING DEVICE FOR PARALLEL RAYS}

본 발명은 평행광 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 수㎛ 단위 미세 선폭으로 일반면적 및 대면적 노광공정을 동시에 달성할 수 있는 평행광 조명장치에 관한 것이다.

일반적인 노광공정에 사용되는 평행광 조명장치는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같다. 도 1 및 도 2에 나타낸 평행광 조명장치는, 한 방향으로 지향되지 않고 다 방향으로 방출되는 자외선 램프의 산란광을 반사판 및 반사갓을 이용하여 한 방향으로 지향되는 평행광으로 변환하여 사용되고 있다.

먼저, 도 1에 나타낸 조명장치는, 자외선램프(1)로부터의 방출광을 반사판(2)을 이용하여 피노광물로 조사하는 방식이다. 이러한 방식은 형광등 형태와 같이 기다란 램프(1)를 이용하여 대면적 노광공정을 실시할 수는 있지만, 지나친 산란광을 이용한 구조로써 피노광물로 조사되는 빛이 수직으로 입사되는 확률이 높지 못하므로 수㎛ 단위 미세 선폭의 노광공정을 달성할 수 없다.

도 2에 나타낸 조명장치는, 램프(3)로부터의 방출광을 반사막(4) 및 반사갓(5)을 이용하여 평행광을 만들어 피노광물(6)로 조사하는 방식이다. 이러한 방식은 평행광을 보다 많이 만들기 위해 고가의 램프(3)를 사용해야만 하고 수㎛ 단위 미세 선폭의 노광공정 및 대면적 노광공정을 실시하기엔 무리가 따른다.

즉, 도 1 및 도 2에 나타낸 평행광 조명장치는, 수㎛(예를 들어, 2~3㎛) 이하 미세 선폭의 노광공정 및 대면적(예를 들어, 20인치 이상의 디스플레이) 노광공정을 동시에 달성하기에는 무리가 따른다. 수㎛ 미세패턴을 만들려면, 양질의 수직입사광(평행광)이 필요한 것이다. 노광공정시 광의 미세하고 정확한 수직입사각은 미세패턴을 형성하는데 있어서 필수불가결한 조건이다. 노광공정시 정확하지 못한 광입사는 패턴벽을 손상시키는 원인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 수㎛ 단위 미세 선폭의 노광공정을 실시할 수 있는 조명장치를 제공한다.

또한, 대면적 노광공정을 실시할 수 있는 조명장치를 제공한다.

또한, 고가의 UV 램프를 저가의 UV 램프로 교체할 수 있는 조명장치를 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따른 평행광 조명장치는, 기판 상부에 형성되는 렌티큘라 렌즈부; 및 상기 기판 하부에 형성되어 상기 렌티큘라 렌즈부에서 집광되는 광의 촛점거리를 포함하여 평행광으로 변환시키는 가이드부를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 평행광 조명장치는, 자외선 램프로부터 방출되는 산란광 또는 반사수단을 통해 반사된 빛을 수직방향으로 기판에 입사시키고, 상기 기판 하부에 형성되는 차광부를 통해 평행광으로 변환시키되, 상기 차광부는 피조사물로의 수직입사율을 높이기 위해 차광막이 구비됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 수㎛ 단위 미세 선폭의 노광공정을 실시할 수 있는 조명장치를 제공할 수 있다.

또한, 대면적 노광공정을 실시할 수 있는 조명장치를 제공할 수 있다.

또한, 고가의 UV 램프를 저가의 UV 램프로 교체할 수 있다.

또한, 메탈메쉬타입 터치패널스크린(TSP)을 제공할 수 있다.

도 1 및 도 2는 일반적인 노광기 조명장치의 일예이고,
도 3 내지 도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행광 조명장치이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 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.

도 3 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 평행광 조명장치는, 램프, 반사판, 반사막, 반사갓 등의 일반적인 평행광 발생수단에서 발생하는 방출광의 피노광물로의 수직입사율이 높아질 수 있는 구조를 특징으로 한다. 방출광의 수직입사율이 높아진다면 수㎛ 단위 미세 선폭의 노광공정의 효율을 극대화시킬 수 있다.

도 3에 나타낸 일 실시예 구조는, 자외선 램프에서 방출되는 산란광이 렌티큘라 렌즈부(10)를 통과하면서 집광되고 가이드부(20)를 통과하면서 평행광으로 변환됨을 나타낸 것이다. 렌티큘라 렌즈부(10)는 개구부를 중심으로 산란광을 집광시키는 역할을 하며, 예를 들어 볼록 렌즈 등으로 구성될 수 있다. 렌티큘라 렌즈부(10)는 유리(Glass), PC, PMMA 등 UV투과율이 높은 재질로 구성되는 기판상에 구성될 수 있다. 가이드부(20)는 렌티큘라 렌즈부(10)에서 집광된 후 나타나는 촛점위치를 포함하여 구성될 수 있다. 가이드부(20)는 가이드홀(21)을 다수로 형성하여 구성될 수 있다. 가이드홀(21)은 촛점위치를 벗어나 광이 확산되는 현상을 상쇄하여 평행광으로 변환시키는 역할을 한다. 가이드홀(21)은 Kr, Ni 등의 금속 또는 수지 등 UV차단 재질로 구성될 수 있다.

도 4에 나타낸 다른 실시예 구조는, 렌티큘라 렌즈부(10)를 생략하고, 차광부(30)만으로 산란광을 평행광으로 변환시키는 것이다. 차광부(30)는 Kr, Ni 등 UV차단 금속 재질로 구성될 수 있다. 차광부(30)의 차광막(31)은 방출광의 수직입사율을 높이기 위해 수직을 벗어난 각도의 방출광을 차단한다.

도 5에 나타낸 다른 실시예 구조는, 렌티큘라 렌즈부(10)를 생략하고, 차광부(30)를 2층 또는 다층으로 형성하여 산란광을 평행광으로 변환시키는 것이다. 다층구조의 차광부(30)는 방출광의 수직입사율을 높일 수 있다.

도 6에 나타낸 다른 실시예 구조는, 렌티큘라 렌즈부(10)를 생략하고, 차광부(30)를 2층 또는 다층으로 형성하되, 하단(출광부)에 형성되는 차광부(30)의 차광막(31)으로 인한 개구부가 상단(입광부)에 형성되는 차광부의 차단막 개구부 보다 점차 좁아지는 구조를 나타낸 것이다. 다층구조 차광부(30)의 하단(출광부)으로 갈수록 좁아지는 개구부 구조는 수직입사율을 높일 수 있다.

도 7에 나타낸 다른 실시예 구조는, 도 4 내지 도 6에 나타낸 실시예들에서, 렌티큘라 렌즈부(10)를 추가하여 산란광을 평행광으로 변환시키는 것이다. 도 4 내지 도 6의 구조에 렌티큘라 렌즈부(10)를 추가하면 수직입사율을 높일 수 있다.

도 8 내지 도 9는, 도 3 내지 도 7에 나타낸 기본구조가 노광공정의 진행방향을 따라 다열로 이루어짐을 나타내는 예시들이다. 도 3 내지 도 7에 나타낸 기본구조를 보면, 평행광으로 변환됨으로써 가이드홀(21) 사이(혹은 차광막(31) 부분)에 빈틈(평행광이 출광되지 못하는 부분)이 다수 발생함을 볼 수 있다. 따라서, 도 8 내지 도 9의 다열구조를 취함으로써, 1열(A-A')에서 발생한 광의 빈틈을 2열(B-B'), 3열, ... N열에서 매꿀 수 있는 것이다. 즉, 지그재그 형태, 벌집 형태, 원형 형태, 사각 형태 등의 다양한 형태로 2열, 3열, ... , N열 등을 배치함으로써, 노광공정이 진행되는 방향에서의 광의 빈틈은 없는 것이다.

도 10 내지 도 11은 도 3 내지 도 7에 나타낸 기본구조가 노광공정의 진행방향을 따라 광의 빈틈을 없애고 길게 배치된 것이다.

도 10은 도 3의 기본구조가 노광공정시 광의 빈틈을 없애기 위해 길게 연이어 형성된 것이다. 렌티큘라 렌즈부(40)는 자외선 투과성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 석영, 폴리카보네이트, PMMA, 실리콘 등으로 형성될 수 있다. 가이드부(50)는 금속 등으로 형성될 수 있으며, 가이드홀은 렌즈에 접한 쪽은 넓게 형성될 수 있고 아래 쪽은 좁게 뚫어 형성될 수 있다.

도 11은, 도 10과 마찬가지로, 도 4 내지 도 7에 나타낸 기본구조가 노광공정시 광의 빈틈을 없애기 위해 길게 연이어 형성된 것이다. 렌티큘라 렌즈부(40)는 자외선 투과성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 석영, 폴리카보네이트, PMMA, 실리콘 등으로 형성될 수 있다. 기판(60)은 자외선 투광성 재질의 평판을 이용할 수 있고, 석영 또는 유리 등으로 형성될 수 있다. 차광부(30)는 차광막(71, 72)을 형성할 수 있으며, 금속증착 또는 인쇄 등의 방법으로 차광막(71, 72)을 형성할 수 있다.

도 3 내지 도 11에 나타낸 본 발명의 다양한 실시예들의 각 구성요소별 크기는 매우 미세한 ㎛ 단위의 크기다. 예를 들어, 가이드홀(21) 및 차광막(31)은 4㎛ 내지 60㎛ 범위가 될 수 있으며, 가이드홀(21) 사이(혹은 차광막(31) 부분)는 4㎛ 내지 60㎛ 범위가 될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들로 인해, 도 1 및 도 2 등에 나타낸 고가의 자외선 램프를 저가의 자외선 램프로 교체할 수 있다. 예를 들어, 기존의 백열등과 같은 형태의 매우 고가의 자외선 램프를 형광등과 같은 기다란 형태의 저가 자외선 램프를 사용할 수 있다.

10: 렌티큘라 렌즈부 20: 가이드부
21: 가이드홀 30: 차광부
31: 차광막

Claims (8)

1. 기판 상부에 형성되는 렌티큘라 렌즈부; 및
   상기 기판 하부에 형성되어 상기 렌티큘라 렌즈부에서 집광되는 광의 촛점거리를 포함하여 평행광으로 변환시키는 가이드부
   를 포함하며,
   상기 렌티큘라 렌즈부 및 상기 가이드부의 가이드 홀이 복수개로 나란히 인접하여 하나의 열을 이루고, 상기 열은 복수개로 이루어지되,
   노광공정시, 상기 복수개의 각 열은 다른 열에서 노광하지 못한 부분을 상호 보완하는 형태로 이루어지고,
   상기 가이드 홀은 광입사측이 광출사측 보다 넓게 형성됨을 특징으로 하는 평행광 조명장치.
   
2. 자외선 램프로부터 방출되는 산란광을 반사수단을 통해 평행광으로 변환하는 평행광 조명장치에 있어서,
   상기 자외선 램프로부터 방출되는 산란광 또는 상기 반사수단을 통해 반사된 빛을 수직방향으로 기판에 입사시키고, 상기 기판 하부에 형성되는 차광부를 통해 평행광으로 변환시키되, 상기 차광부는 피조사물로의 수직입사율을 높이기 위해 차광막이 구비되며,
   상기 차광부 및 차광막을 구비한 기판이 복수층으로 형성되어 광을 통과시키고,
   상기 차광부 및 차광막은 복수개로 나란히 인접하여 하나의 열을 이루고, 상기 열은 복수개로 이루어지되, 노광공정시, 상기 복수개의 각 열은 다른 열에서 노광하지 못한 부분을 상호 보완하는 형태로 이루어지며,
   상기 차광막은, 상층의 차광막이 하층의 차광막 보다 홀이 넓게 형성됨을 특징으로 하는 평행광 조명장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 기판 상부에 렌티큘라 렌즈부가 형성됨을 특징으로 하는 평행광 조명장치.
   
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