KR101981799B1

KR101981799B1 - 광원 및 이를 구비한 노광기

Info

Publication number: KR101981799B1
Application number: KR1020120079364A
Authority: KR
Inventors: 홍승균; 홍승호
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사; 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2019-05-23
Also published as: KR20140012448A

Abstract

광원은 평면 또는 곡률을 갖는 상면을 갖는 플레이트와, 플레이트에 배치되고 광을 생성하는 다수의 발광 모듈과, 플레이트의 배면 상에 배치되고 다수의 발광 모듈에 전원을 공급하기 위한 다수의 제2 컨넥터를 포함하는 구동 기판을 포함한다.
발광 모듈 각각은 플레이트의 상면 상에 배치된 다수의 발광 유닛과, 적어도N개 이상의 발광 유닛에 연결되고 상기 플레이트와, 구동 기판을 경유하여 다수의 제2 컨넥터에 체결되는 다수의 제1 컨넥터를 포함한다.

Description

광원 및 이를 구비한 노광기{A light source and an exposure device having the same}

실시예는 광원에 관한 것이다.

실시예는 광원을 채용한 노광기에 관한 것이다.

소자에 패턴을 형성하기 위해서는 먼저 감광 재료에 광을 선택적으로 조사하여 공정이 필수적인데, 이러한 공정을 위해서는 노광기가 필요하다.

노광기는 광을 생성하는 광원과, 광원의 광을 원하는 광으로 제어하는 다수의 광학 장치를 포함한다.

광원으로는 통상 수은램프나 헬륨 램프가 사용된다.

이러한 램프는 매우 고가인데 반해, 그 사용 수명이 짧고 가격 대비 광의 효율성이 떨어지는 문제가 있다.

실시예는 가격이 저렴한 광원을 제공한다.

실시예는 수명을 획기적으로 연장시킬 수 있는 광원을 제공한다.

실시예는 모듈화를 통해 조립 및 리페어(repair)가 용이한 광원을 제공한다.

실시예는 상기의 광원을 채용한 노광기를 제공한다.

실시예는 광의 초점을 모아주기 위한 별도의 광학 장치가 필요치 않아 비용을 절감할 수 있는 노광기를 제공한다.

실시예에 따르면, 광원은, 평면 또는 곡률을 갖는 상면을 갖는 플레이트; 상기 플레이트에 배치되고 광을 생성하는 다수의 발광 모듈; 및 상기 플레이트의 배면 상에 배치되고, 상기 다수의 발광 모듈에 전원을 공급하기 위한 다수의 제2 컨넥터를 포함하는 구동 기판을 포함하고, 상기 발광 모듈 각각은, 상기 플레이트의 상면 상에 배치된 다수의 발광 유닛; 및 적어도 N개 이상의 발광 유닛에 연결되고 상기 플레이트 및 상기 구동 기판을 경유하여 상기 다수의 제2 컨넥터에 체결되는 다수의 제1 컨넥터를 포함한다.

실시예에 따르면, 노광기는 상기 광원; 및 상기 광원으로부터 출사된 광이 노광을 위한 빔 형태가 되도록 제어하는 다수의 광학 소자를 포함한다.

실시예는 기존에 사용된 고가의 램프 대신에 비교적 저렴한 다수의 발광 유닛을 채용함으로써, 장비의 제조 비용을 현저하게 줄일 수 있다.

실시예는 기존에 대략 1,000시간 정도의 수명을 갖는 램프 대신에 실질적으로 반 영구적인 수명을 갖는 다수의 발광 유닛을 채용함으로써, 장비의 사용 수명을 획기적으로 연장시킬 수 있다.

실시예는 발광 유닛과 컨넥터를 하나의 셋트로 하는 모듈화된 발광 모듈이 채용됨으로써, 발광 모듈에 불량이 발생되어 교체가 요구되는 경우 언제나 다른 모듈화된 발광 모듈로 불량이 발생된 발광 모듈을 교체하여 줌으로써 광원의 재생 능력을 증진시켜 수명을 더욱 더 연장시킬 수 있다.

실시예는 플레이트의 상면에 곡률을 가지도록 하여 주어, 광원의 광이 플레이트의 전방의 어느 지점에서 초점을 갖도록 하여 줌으로써, 초점을 갖도록 하여 주기 위한 별도의 광학 소자가 필요하지 않게 되어 제조 비용을 더욱 더 절감할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 노광기를 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 광원의 뒷 부분을 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 광원의 앞 부분을 도시한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 플레이트를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 플레이트의 일부분을 확대한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 발광 모듈을 도시한 도면이다.
도 7은 실시예에 따른 구동 기판의 일부분을 확대한 도면이다.
도 8은 실시예에 따른 플레이트에 발광 유닛이 배치된 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 실시예에 따른 플레이트에 발광 유닛이 체결부에 의해 고정된 모습을 도시한 도면이다.

발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 노광기를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 노광기는 조명계와 광학계를 포함할 수 있다.

상기 조명계는 예컨대 광원(1)을 포함하고, 상기 광학계는 상기 광원(1)로부터 출사된 광이 노광을 위한 빔 형태가 되도록 제어하는 제1 내지 제3 광학 소자(3, 5, 7)를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 광학계는 3개 이상의 광학 소자를 포함할 수도 있다.

상기 광원(1)은 노광에 요구되는 주 파장 영역의 광, 예컨대 자외선 광을 생성하여 주는 역할을 할 수 있다.

현재 노광에 요구되는 광의 주 파장 영역은 365nm, 405nm 및 436nm 중 하나일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 여기서, 365nm의 주 파장 영역을 I 라인이라 명명하고, 405nm의 주 파장 영역을 H 라인이라 명명하며, 436nm의 주 파장 영역을 G 라인이라 명명할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 광원(1)은 다수의 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자는 II족 내지 VI족 화합물 반도체 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 발광 소자는 수명이 반 영구적이고 가격이 급격하게 떨어지고 있다. 따라서, 이러한 발광 소자가 상기 광원에 사용됨에 따라, 실시예에 따른 노광기의 수명을 연장시키는 한편 노광기의 제조 비용을 현저하게 감소시킬 수 있다.

실시예에 따른 발광 소자는 120°의 지향각을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 제1 광학 소자(3)는 예컨대 다수의 플라이 아이 렌즈(FEL: Fly Eye Lens)를 포함할 수 있다. 상기 플라이 아이 렌즈는 상기 광원(1)에서 생성된 광의 조도 분포를 균일하게 하여 주는 역할을 할 수 있다.

상기 광원(1)의 광은 상기 제1 광학 소자(3)의 위치에서 초점을 가지도록 진행될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

실시예의 광원(1)은 나중에 설명하겠지만, 플레이트의 상면이 평면 또는 곡률을 가지므로, 상기 플레이트 상에 배치된 다수의 발광 소자로부터 생성된 광이 상기 플레이트의 상면의 전방의 어느 위치에서 초점을 가지도록 진행될 수 있다. 이러한 경우, 상기 초점을 가지는 위치에 상기 제1 광원 소자(3)가 배치될 수 있다.

만일 상기 광원(1)에서 진행된 광이 초점 형성이 용이하지 않은 경우, 상기 광원(1)에서 진행된 광이 초점을 가지도록 조절하여 주는 별도의 광원 소자가 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 제2 광학 소자(5)는 예컨대 콜리메이터 미러(collimator lens)일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 제2 광학 소자(5)는 상기 제1 광학 소자(3)로부터 출사된 광을 평행광으로 변환시켜 주는 역할을 할 수 있다.

상기 제3 광학 소자(7)는 평면 미러일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 제3 광학 소자(7)는 상기 제2 광학 소자(5)로부터 출사된 광을 균일하게 객체(object)로 반사시켜 주는 역할을 할 수 있다.

상기 객체는 패턴을 형성하기 위한 기판, 패널 또는 소자일 수 있다.

도시되지 않았지만, 상기 제3 광학 소자(7)로부터 출사된 광(9)은 빔 형태로 포토 마스크(미도시)를 경유하여 상기 객체에 노광될 수 있다. 상기 포토 마스크는 차단 영역과 투과 영역을 포함하는 패턴을 구비할 수 있다.

상기 제3 광학 소자(7)로부터 출사되어 상기 포토 마스크를 경유한 광에 의해 상기 객체에 형성되어 있는 감광 물질이 노광되고, 이러한 노광된 감광 물질을 현상함으로써 감광 패턴이 형성되고, 상기 감광 패턴을 마스크로 하여 식각 공정을 수행함으로써 상기 객체에 원하는 패턴이 형성될 수 있다.

실시예는 기존의 램프를 포함하는 광원 대신에 예컨대 반도체 발광 소자를 포함하는 광원(1)이 채용됨으로써, 노광기의 수명을 획기적으로 연장시키고 노광기의 제조 비용을 절감시킬 수 있다.

이하의 설명에서는 실시예의 광원(1)을 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 실시예에 따른 광원의 뒷 부분을 도시한 도면이고, 도 3은 실시예에 따른 광원의 앞 부분을 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 광원(1)은 플레이트(10), 다수의 발광 모듈(도 6의 30) 및 구동 기판(20)을 포함할 수 있다.

상기 발광 모듈(30)은 도 6에 도시한 바와 같이, 발광 유닛(32)과 상기 발광 유닛(32)에 전기적으로 연결된 제1 컨넥터(38)를 포함할 수 있다.

상기 발광 유닛(32)은 발광 기판(34)과 상기 발광 소자(36)를 포함할 수 있다.

상기 발광 기판(34)은 도시되지 않았지만, 상기 발광 소자(36)에 전원을 공급하기 위한 제1 및 제2 도전체를 포함할 수 있다.

상기 발광 기판(34)은 예컨대, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB 및/또는 세라믹 PCB, FR-4 기판 중 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 발광 기판(34)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등의 코팅층이 될 수 있다.

상기 발광 기판(34)에는 다수의 제1 체결 홀(35a 35b)이 형성될 수 있다. 상기 제1 체결 홀(35a 35b)은 적어도 2개 이상이 구비될 수 있다.

상기 제1 체결 홀(35a 35b)은 상기 발광 기판(34)의 상면과 배면이 관통되도록 형성될 수 있다. 상기 발광 기판(34)에서 상기 제1 체결 홀(35a 35b)의 사이즈를 최소화하기 위해 상기 제1 체결 홀(35a 35b)의 일부 측면은 개방될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 제1 체결 홀(35a 35b)은 위에서 보았을 때, 원형일 수 있지만, 이에 한정하지 않는다.

상기 발광 기판(34) 상에 발광 소자(36)가 실장될 수 있다. 상기 발광 소자(36)는 적어도 하나 이상일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 발광 소자(36)는 365nm의 주 파장 영역의 광, 405nm의 주 파장 영역의 광 및 436nm의 주 파장 영역의 광 중 하나를 생성할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 발광 소자(36)는 적어도 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층 및 상기 제2 도전형 반도체층은 발광 구조물로 명명될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

예컨대, 상기 활성층은 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 제2 도전형 반도체층은 상기 활성층 상에 배치될 수 있다.

상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층 및 상기 제2 도전형 반도체층은 II족 내지 VI족 화합물 반도체 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층 및 상기 제2 도전형 반도체층은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 및 AlInN로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

예컨대, 상기 제1 도전형 반도체층은 n형 도펀트를 포함하는 n형 반도체층이고, 상기 제2 도전형 반도체층은 p형 반도체층일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 n형 도펀트는 Si, Ge, Sn 등을 포함하고, 상기 p형 도펀트는 상기 p형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함하지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 활성층은 상기 제1 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 제1 캐리어, 예컨대 전자와 상기 제2 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 제2 캐리어, 예컨대 정공이 서로 결합되어, 상기 활성층의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 상응하는 파장을 갖는 빛을 방출할 수 있다.

상기 활성층은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 활성층은 우물층과 장벽층을 한 주기로 하여 우물층과 장벽층이 반복적으로 형성될 수 있다. 상기 우물층과 장벽층의 반복주기는 발광 소자의 특성에 따라 변형 가능하므로, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 활성층은 예를 들면, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기, InGaN 우물층/AlGaN 장벽층의 주기, InGaN우물층/InGaN 장벽층의 주기 등으로 형성될 수 있다. 상기 장벽층의 밴드갭은 상기 우물층의 밴드갭보다 크게 형성될 수 있다.

도시되지 않았지만, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 상기 제1 도전형 반도체층와 동일한 도전형 도펀트를 포함하는 제3 도전형 반도체층이 배치될 수 있다.

도시되지 않았지만, 상기 제1 도전형 반도체층에 접하도록 제1 전극이 배치되고, 상기 제2 도전형 반도체층 또는 상기 제3 도전형 반도체층에 접하도록 제2 전극이 배치될 수 있다.

상기 발광 소자는 전극의 배치 방향에 따라 수평형 구조, 플립칩형 구조 및 수직형 구조 중 하나를 포함할 수 있다.

상기 수평형 구조나 상기 플립칩형 구조에서는 상기 제1 전극은 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 제2 전극은 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치될 수 있다. 다시 말해, 상기 수평형 구조나 상기 플립칩형 구조에서는 상기 제1 및 제2 전극이 동일 방향을 향해 배치될 수 있다.

상기 수직형 구조에서는 상기 제1 전극은 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 제2 전극은 상기 제2 도전형 반도체층 아래에 배치될 수 있다. 다시 말해, 상기 수직형 구조는 상기 제1 및 제2 전극이 서로 반대 방향을 향해 배치되고 상기 제1 및 제2 전극의 일부가 적어도 중첩되도록 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 제1 컨넥터(38)는 제1 및 제2 전원 라인(37a, 37b)을 이용하여 상기 발광 기판(34)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 전원 라인(37a)은 상기 발광 기판(34)의 제1 도전체에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전원 라인(37b)은 상기 발광 기판(34)의 제2 도전체에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제1 도전체는 상기 발광 소자(36)의 제1 전극에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 도전체는 상기 발광 소자(36)의 제2 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제1 컨넥터(38)에서 상기 제1 전원 라인(37a)은 제1 단자(39a)에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전원 라인(37b)은 제2 단자(39b)에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제1 및 제2 단자(39a, 39b)는 상기 제1 컨넥터(38)로부터 돌출되도록 형성된 수(male) 단자일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 제1 컨넥터(38) 각각은 상기 플레이트(10) 및 상기 구동 기판(20)을 관통하여 상기 구동 기판(20)에 구비된 제2 컨넥터(24)에 전기적으로 연결될 수 있다.

도시되지 않았지만, 상기 제2 컨넥터(24)는 제3 및 제4 단자(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제3 및 제4 단자는 상기 제2 컨넥터(24)로부터 내부로 들어가도록 형성된 암(female) 단자일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 플레이트(10)는 상기 다수의 발광 모듈(30)과 상기 구동 기판(20)을 지지하기 위한 지지 부재로서의 역할을 할 뿐만 아니라, 상기 다수의 발광 모듈(30)로부터 발생된 열을 방출하기 위한 방출 부재로서의 역할을 할 수 있다.

상기 플레이트(10)는 지지 강도가 우수하고 열 전도성이 우수한 금속 재질 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

예컨대, 상기 금속 재질로는 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 티타늄(Ti), 티타늄 합금, 마그네슘(Mg), 마그네슘 합금, 스테인레스 스틸(stainless steel), 구리(Cu) 및/또는 구리 합금 중 적어도 하나가 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

예컨대, 상기 플라스틱 재질로는 폴리머 계열 재질이 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정되지 않는다.

상기 플레이트(10)는 사각형을 가지지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 플레이트(10)의 배면은 평평한 면을 가지고, 상기 플레이트(10)의 상면은 내부 방향으로 오목한 라운드 면을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 플레이트(10)의 상면은 500mm 내지 1000mm의 곡률(R)을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 플레이트(10)의 상면은 700mm의 곡률(R)을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 플레이트(10)의 곡률(R)에 따라 상기 플레이트 상에 배치되는 발광 모듈(30)의 개수로 가변될 수 있다. 즉, 상기 플레이트(10)의 곡률(R)이 증가할수록, 상기 플레이트(10) 상의 발광 모듈의 개수는 증가될 수 있다.

따라서, 상기 플레이트(10)의 상면이 500mm 내지 1000mm일 때, 상기 플레이트(10) 상에 배치된 발광 모듈(30)은 60개 내지 100개일 수 있다.

상기 플레이트(10)의 상면이 라운드 면을 가지므로, 상기 플레이트(10)의 상면에 배치된 발광 모듈(30)에서 생성된 광이 상기 플레이트(10)의 전방의 어느 지점, 예컨대 초점으로 모아질 수 있다.

실시예에 따른 노광기는 광을 초점으로 모아줄 수 있으므로, 광의 초점을 모아주기 위한 별도의 광학 장치가 필요하지 않으므로 비용을 절감하고 구조를 단순화할 수 있다.

상기 플레이트(10)는 에지 영역으로부터 중심 영역으로 갈수록 두께가 감소하는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 플레이트(10)는 상기 에지 영역으로부터 상기 중심 영역으로 갈수록 그 상면이 내부 방향으로 오목해지는 형상을 가질 수 있다.

상기 플레이트(10)의 사이즈는 150×150mm²이지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 플레이트(10)의 상면이 내부 방향으로 오목한 라운드 면을 가지므로, 상기 플레이트(10)의 네 모서리에서 가장 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 가장 두꺼운 두께는 예컨대 15mm 내지 50mm일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 보다 구체적으로, 가장 두꺼운 두께는 25mm일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 플레이트(10)는 전체적인 볼륨, 예컨대 사이즈(가로*세로)와 두께는 커질수록 열 방출 효율은 증가하고 지지 강도도 증가될 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 플레이트(10)에는 다수의 발광 영역(14)이 정의될 수 있다. 상기 발광 영역(14)은 상기 발광 모듈(30)의 발광 유닛(32)이 배치되는 영역이고, 상기 발광 유닛(32)에서 생성된 광의 분포 영역일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

예컨대, 실시예에서는 81개의 발광 영역(14)이 정의되어 있으므로, 상기 플레이트(10) 상에 81개의 발광 유닛(32)이 81개의 발광 영역(14)에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 각 발광 영역(14)은 평평한 면을 가지고, 상기 발광 영역(14) 이외의 상기 플레이트(10)의 상면은 라운드 면을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 상기 각 발광 영역(14)은 상기 플레이트(10)의 배면에 대해 평행한 면을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 발광 영역(14)이 평평한 면을 가지는 경우, 상기 발광 영역(14)에 배치되는 발광 유닛(32)의 발광 기판(34)의 배면 또한 평평한 면을 가질 수 있다. 따라서, 상기 발광 유닛(32)의 발광 기판(34)은 상기 플레이트(10)의 발광 영역(14)에 면대 면으로 배치될 수 있다.

예컨대, 상기 발광 기판(34)은 열 방출 접착제(TIM: Thermal Interface material)(미도시)를 이용하여 상기 플레이트(10)의 발광 영역(14)에 고정될 수 있다. 상기 열 방출 접착제로는 방열 그리스, 방열 시트, 방열 패드, 열 전도성 접착제, 상변화 물질(PCM) 등이 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

예컨대, 상기 방열 그리스로는 산화 알루미늄(aluminum oxide), 산화 아연(zinc oxide) 또는 질화 붕소(boron nitride)가 포함된 실리콘 오일(silicone oil)가 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 열 방출 접착제에 의해 상기 발광 기판(34)의 열이 보다 용이하게 상기 플레이트로 전달될 수 있다.

또 다른 실시예로서, 상기 각 발광 영역(14)은 상면으로부터 내부 방향으로 오목한 라운드 형상을 가지거나 상면으로부터 외부 방향으로 볼록한 라운드 형상을 가질 수 있다. 이러한 경우, 상기 발광 유닛(32)의 발광 기판(34)의 배면은 상기 각 발광 영역(14)의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다.

상기 플레이트(10)는 다수의 제1 관통홀(12)을 포함할 수 있다. 상기 제1 관통홀(12)은 상기 플레이트(10)의 상면으로부터 상기 플레이트(10)의 배면까지 관통하여 형성될 수 있다.

상기 제1 관통홀(12)은 상기 발광 영역(14)들 사이에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 상기 제1 관통홀(12)은 4개의 발광 영역(14)들에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다.

도 8에 도시한 바와 같이, 상기 발광 모듈(30)의 발광 유닛(32)은 상기 플레이트(10)의 발광 영역(14)에 배치되고, 상기 발광 모듈(30)의 제1 컨넥터(38)는 상기 제1 관통홀(12)을 경유하여 상기 플레이트(10)의 배면 밖에 위치될 수 있다. 이어서, 상기 제1 컨넥터(38)는 상기 구동 기판(20)을 관통하여 상기 구동 기판(20)의 배면 밖에 위치되고, 상기 구동 기판(20)의 배면에 배치된 제2 컨넥터(24)에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제1 컨넥터(38) 각각은 상기 플레이트(10) 및 상기 구동 기판(20)을 경유하여 상기 구동 기판(20)의 제2 컨넥터(24)에 연결될 수 있도록 충분히 길어야 한다.

실시예에 따른 발광 모듈(30)은 발광 유닛(32)과 제1 컨넥터(38)가 일체의 셋트(set)로 구성되어 각 발광 모듈(30)의 발광 유닛(32)이 상기 플레이트(10)의 각 발광 영역(14)에 고정되고, 상기 제1 컨넥터(38)는 상기 플레이트(10)의 제1 관통홀(12)과 상기 구동 기판(20)의 제2 관통홀(22)을 경유한 후 상기 구동 기판(20)의 제2 컨넥터(24)에 체결되므로, 광원(10)의 조립성을 향상시킬 수 있다.

실시예에서는 발광 유닛(32)과 제1 컨넥터(38)과 일대일로 대응되지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

예컨대, 제1 컨넥터(38)은 적어도 N개 이상의 발광 유닛(32)에 연결될 수도 있다. 여기서, N은 0 이상의 자연수일 수 있다. 예를 들어, 제1 컨넥터(38)은 5개의 발광 유닛(32)에 연결될 수 있다. 이러한 경우, 발광 유닛(32)가 50개인 경우, 제1 컨넥터(38)은 10개일 수 있다.

아울러, 조립 후나 노광 공정 사용 중에, 특정의 발광 모듈(30)에 불량이 발생되는 경우, 제1 컨넥터(38)는 상기 구동 기판(20)의 제2 컨넥터(24)로부터 분리/탈거하고 상기 발광 유닛(32)을 상기 플레이트(10)의 발광 영역(14)으로부터 이탈시킨 후, 상기 발광 유닛(32)을 상기 플레이트(10)의 전방으로 이동시키면 상기 발광 유닛(32)에 연결된 제1 컨넥터(38)가 상기 구동 기판(20)의 제2 관통홀(22) 및 상기 플레이트(10)의 제1 관통홀(12)을 통해 제거될 수 있다. 이러한 불량 발광 모듈(30)이 제거된 자리에는 새로운 발광 모듈이 대체될 수 있다.

만일 불량 발광 모듈(30)의 발광 유닛(32)이 이탈된 후 상기 플레이트(10)의 발광 영역(14)에 열 방출 접착제의 흔적이 남는 경우, 세정 공정을 이용하여 이러한 흔적을 용이하게 제거할 수 있다.

상기 열 방출 접착제는 면이 부드러운 발광 기판(34)에 비해 거친 면을 갖는 플레이트(10)의 발광 영역(14)과 비교적 점착력이 작으므로, 상기 발광 유닛(32)을 이탈시키는 경우 상기 열 방출 접착제의 대부분은 상기 발광 유닛(32)의 발광 기판(34)에 붙은 채로 이탈되게 되고 상기 플레이트(10)의 발광 영역(14)에는 흔적을 남기지 않게 된다.

상기 플레이트(10)의 각 발광 영역(14)에는 다수의 제2 체결 홀(16a, 16b)이 형성될 수 있다. 상기 제2 체결 홀(16a, 16b)은 적어도 2개 이상이 구비될 수 있다.

상기 2개의 체결 홀(16a, 16b)은 상기 발광 영역(14)의 대각선 상에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 제2 체결 홀(16a, 16b)은 위에서 보았을 때, 원형일 수 있지만, 이에 한정하지 않는다.

상기 제2 체결 홀(16a, 16b)의 내측면에는 일방향을 따라 요철이 형성될 수 있다.

따라서, 도 9에 도시한 바와 같이, 체결부(45a, 45b)가 상기 발광 기판(34)의 제1 체결 홀(35a, 35b)을 관통하여 상기 플레이트(10)의 제2 체결 홀(16a, 16b)에 체결될 수 있다.

상기 체결부(45a, 45b)는 볼트일 수 있지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 볼트에는 상기 제2 체결 홀(16a, 16b)에 형성된 요철에 대응하는 요철이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 볼트가 상기 제2 체결 홀(16a, 16b)에서 일 방향을 따라 회전함에 따라 상기 볼트가 상기 제2 체결 홀(16a, 16b)에 체결될 수 있고, 반대 방향을 따라 회전함에 따라 상기 볼트가 상기 제2 체결 홀(16a, 16b)에서 이탈될 수 있다.

상기 체결부(45a, 45b)가 상기 발광 기판(34)의 제1 체결 홀(35a, 35b)을 관통하여 상기 제2 체결 홀(16a, 16b)에 체결됨으로써, 상기 발광 기판(34)이 상기 플레이트(10)에 고정될 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 플레이트(10)에는 다수의 가이드 부재(18)가 형성될 수 있다. 상기 가이드 부재(18)는 인접하는 발광 영역(14) 사이에 배치될 수 있다. 서로 마주하는 2개의 가이드 부재(18)는 상기 제1 관통홀(12) 근처에 배치될 수 있다.

상기 가이드 부재(18)는 상기 플레이트(10)의 상면으로부터 상부 방향으로 돌출 형성될 수 있다.

상기 가이드 부재(18)는 위에서 보았을 때, 삼각 형상을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 발광 유닛(32)의 발광 기판(34)이 상기 플레이트(10)의 발광 영역(14)에 배치될 때, 상기 가이드 부재(18)는 상기 발광 기판(34)의 네 모서리 각각에 대응하도록 배치될 수 있다.

상기 가이드 부재(18)의 측면은 상기 발광 기판(34)의 각 모서리에 대응하는 형상을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

예컨대, 상기 발광 기판(34의 모서리가 볼록한 라운드 형상을 갖는 경우, 상기 가이드 부재(18)의 측면은 오목한 라운드 형상을 가질 수 있다.

상기 가이드 부재(18)에 의해 상기 발광 유닛(32)의 상기 발광 기판(34)이 상기 플레이트(10)의 발광 영역(14)에 정확하게 배치될 수 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 상기 구동 기판(20)은 다수의 제2 관통홀(22)과 다수의 제2 컨넥터(24)를 포함할 수 있다.

상기 제2 관통홀(22) 각각은 상기 플레이트(10)에 형성된 제1 관통홀(12)에 대응되는 위치에 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 플레이트(10)의 각 발광 영역(14)에 상기 발광 모듈(30)의 발광 유닛(32)이 배치되고, 상기 발광 유닛(32)에 연결된 제1 컨넥터(38)는 상기 플레이트(10)의 제1 관통홀(12)과 상기 구동 기판(20)의 제2 관통홀(22)을 경유하여 상기 구동 기판(20)의 밖, 즉 상기 플레이트(10)의 상면을 기준으로 배면으로 인출되어, 상기 제2 컨넥터(24)에 전기적으로 연결되거나 물리적으로 체결될 수 있다.

이를 위해, 상기 제1 컨넥터(38)의 사이즈는 적어도 상기 제1 및 제2 관통홀(12, 22)의 사이즈보다 적어도 작게 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 제2 컨넥터(24)는 상기 구동 기판(20)에 고정될 수 있다. 상기 제2 컨넥터(24)는 암(female) 단자가 형성되고, 이러한 암 단자는 상기 구동 기판(20)의 전극 라인(미도시)에 전기적으로 연결될 수 있다.

아울러, 도시되지 않았지만, 상기 구동 기판(20)에는 상기 광원(1)을 전체적으로 제어하기 위한 제어부(미도시)와, 상기 광원(1)에 공급할 전원을 생성하는 전원 생성부(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 제어부의 제어 하에 상기 전원 생성부에서 생성된 전원은 상기 구동 기판(20)의 전극 라인, 상기 제2 컨넥터(24)의 암(female) 단자, 상기 제1 컨넥터(38)의 수(male) 단자, 상기 제1 및 제2 전원 라인(37a, 37b) 및 상기 발광 기판(34)을 경유하여 상기 발광 소자(36)로 공급되고, 상기 발광 소자(36)는 상기 공급된 전원에 의해 발광될 수 있다.

상기 구동 기판(20)의 제어부에 의해 상기 플레이트(10) 상의 다수의 발광 소자(36)가 동일한 휘도를 갖도록 제어되거나 상기 플레이트(10) 상의 다수의 발광 소자(36)가 서로 상이한 휘도를 갖도록 개별적으로 제어될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 다수의 발광 소자(36)가 동일한 휘도를 갖는 경우에는 상기 다수의 발광 소자(36)에 동일한 전원이 공급될 수 있다. 상기 다수의 발광 소자(36)가 서로 상이한 휘도를 갖는 경우에는 상기 다수의 발광 소자(36)에 서로 상이한 전원이 공급될 수 있다.

상기 구동 기판(20)은 상기 플레이트(10)의 배면으로부터 이격되어 배치될 수 있다. 상기 플레이트(10)는 상기 다수의 발광 모듈(30)로부터 발생된 열이 전달되어 방출되는 부재이므로, 비교적 고온을 가질 수 있다. 따라서, 상기 구동 기판(20)이 상기 플레이트(10)의 배면에 접하도록 배치되는 경우, 열에 의해 손상을 받을 우려가 있다. 따라서, 이러한 문제를 해소하기 위해, 상기 구동 기판(20)은 상기 플레이트(10)의 배면으로부터 이격되도록 배치될 수 있다.

상기 구동 기판(20)은 다수의 이격 부재(41)에 의해 상기 플레이트(10)의 배면으로부터 이격될 수 있다.

예컨대, 상기 다수의 이격 부재(41)는 상기 구동 기판(20)의 네 모서리 영역이나 중심 영역에 배치될 수 있다.

예컨대, 상기 이격 부재(41)의 길이만큼 상기 구동 기판(20)이 상기 플레이트(10)의 배면으로부터 이격될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 이격 부재(41)의 일단에 나사산이 형성되고, 상기 일단에 대응되는 상기 플레이트(10)의 배면에도 내부로 파인 홈이 있고 그 홈의 내측면에 나사산이 형성되어, 상기 이격 부재(41)가 일 방향을 따라 회전함에 따라 상기 이격 부재(41)가 상기 플레이트(10)의 배면에 체결될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

상기 이격 부재(41)의 타단 상에 상기 구동 기판(20)이 배치된 다음, 체결부(43)가 상기 구동 기판(20)을 관통하여 상기 이격 부재(41)에 체결될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이러한 경우, 상기 이격 부재(41)의 타단에 내부로 파인 홈이 있고 그 홈의 내측면에 나사산이 형성되는 한편, 상기 이격 부재(41)의 타단에 대응하는 상기 구동 기판(20)에 관통홀이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 체결부(43)는 상기 구동 기판(20)의 관통홀을 통해 상기 이격 부재(41)의 타단의 홈에 형성된 나사산을 따라 회전함으로써 상기 구동 기판(20)이 상기 체결부(43)에 의해 상기 이격 부재(41)에 고정될 수 있다.

1: 광원
10: 플레이트
12: 제1 관통홀
14: 발광 영역
16a, 16b: 제2 체결홀
18: 가이드 부재
20: 구동 기판
22: 제2 관통홀
24: 제2 컨넥터
30: 발광 모듈
32: 발광 유닛
34: 발광 기판
36: 발광 소자
35a, 35b: 제1 체결홀
37a, 37b: 전원 라인
38: 제1 컨넥터
39a, 39b: 단자
41: 이격 부재
43: 체결부

Claims

광원; 및
상기 광원으로부터 출사된 광이 노광을 위한 빔 형태가 되도록 제어하는 다수의 광학 소자;를 포함하고,
상기 광원은, 플레이트, 광을 생성하는 다수의 발광 모듈, 구동 기판 및 상기 구동 기판이 상기 플레이트에서 방출된 열에 의해 손상되지 않도록 상기 구동 기판을 상기 플레이트로부터 이격 배치시키는 다수의 이격 부재를 포함하며,
상기 플레이트는 평면 또는 곡률을 갖는 상면을 갖고 다수의 제1 관통홀을 포함하며 열 전도성 재질로 이루어지고,
상기 다수의 발광 모듈은 상기 플레이트의 상면 상에 배치된 다수의 발광 유닛과 적어도 N개(이 때, N은 자연수) 이상의 발광 유닛에 연결된 다수의 제1 컨넥터를 포함하고,
상기 구동 기판은 상기 플레이트의 배면 상에 배치되고, 상기 다수의 제1 관통홀에 대응하는 다수의 제2 관통홀 및 상기 다수의 발광 모듈에 전원을 공급하기 위한 다수의 제2 컨넥터를 포함하며,
상기 제2 컨넥터는 상기 구동 기판의 배면 상에 배치되어 상기 제1 및 제2 관통홀을 경유하여 상기 다수의 제1 컨넥터에 체결되며,
상기 발광 유닛 각각은, 열 방출 접착제를 이용하여 상기 플레이트에 고정되는 발광 기판과 상기 발광 기판 상에 실장된 반도체 발광 소자를 포함하는 노광기.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 컨넥터의 사이즈는 적어도 상기 제1 및 제2 관통홀의 사이즈보다 작은 노광기.
제1항에 있어서,
상기 곡률은 500mm 내지 1000mm이고, 상기 발광 모듈은 60개 내지 100개인 노광기.
제1항에 있어서,
상기 구동 기판을 상기 플레이트로부터 이격되도록 배치된 다수의 이격 부재를 더 포함하는 노광기.
제1항에 있어서,
상기 열 전도성 재질은 금속 재질 또는 플라스틱 재질인 노광기.
제1항에 있어서,
상기 플레이트는 상기 발광 유닛이 배치되기 위한 다수의 발광 영역을 포함하고,
상기 발광 영역은 평평한 면을 갖는 노광기.
제1항에 있어서,
상기 발광 기판은,
인쇄회로기판, 메탈 코아 인쇄회로기판, 연성 인쇄회로기판 및 세라믹 인쇄회로기판 중 하나를 포함하는 노광기.
제8항에 있어서,
상기 플레이트는 상기 발광 영역 사이에 배치되어 상기 발광 기판이 상기 발광 영역에 위치하도록 가이드하는 가이드 부재를 포함하는 노광기.
제10항에 있어서,
상기 가이드 부재는 상기 플레이트 상면으로부터 돌출 형성되고 상기 발광 기판의 각 모서리에 대응하는 형상을 갖는 노광기.
제1항에 있어서, 상기 플레이트는 에지 영역으로부터 중심 영역으로 갈수록 두께가 감소하고 상기 상면이 내부 방향으로 오목한 라운드 면을 갖는 노광기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 다수의 광학 소자는,
상기 광원로부터 출사된 광의 조도 분포를 균일하게 하여 주는 제1 광학 소자;
상기 제1 광학 소자로부터 출사된 광을 평행광으로 변환하여 주는 제2 광학 소자; 및
상기 제2 광학 소자로부터 출사된 광을 빔 형태로 변환하여 주는 제3 광학 소자를 포함하는 노광기.