KR102275369B1 - 자외선 경화 장치 - Google Patents

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KR102275369B1
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이덕주
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Abstract

본 개시는 자외선 경화 장치에 있어서, 기판 및 기판에 구비되어, 자외선을 발광하는 복수의 반도체 발광소자가 기판의 길이방향으로 구비되는 발광부; 자외선이 나가는 개구부를 가지며, 발광부를 둘러싸며, 기판의 길이방향으로 형성된 측면을 포함하는 하우징; 기판의 길이방향으로 형성된 하우징의 측면에 구비되며, 하우징의 외부에 구비되고, 자외선을 측정하는 센서부; 그리고, 기판의 길이방향으로 형성된 하우징의 측면에 구비되며, 센서부와 복수의 반도체 발광소자 사이에 구비되는 홀;을 포함하는 자외선 경화 장치에 관한 것이다.

Description

자외선 경화 장치{ULTRAVIOLET CURING APPARATUS}
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 자외선 경화 장치에 관한 것으로, 특히 신뢰성이 높은 자외선 경화 장치에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다.
도 1은 한국 등록특허공보 제10-1649931호에 제시된 자외선 경화 장치 및 이의 조도 조절방법의 일 예를 나타내는 도면으로서, 설명의 편의를 위해 도면 부호 및 용어를 변경하였다.
자외선 경화 장치(10)는 UV(ultraviolet rays) 경화성 수지 등의 피조사물에 자외선을 조사하는 장치로, 하우징(11), 투광부(12), 발광부(13) 및 측정부(14)를 포함한다. 하우징(11)은 자외선 경화 장치(10)의 외관을 이루고, 내부에는 발광부(13) 등의 각종 전장부품이 수용될 수 있는 내부공간이 형성된다. 하우징(11)의 일측에는 개구부(11a)가 형성되며, 내부공간 내부에 구비된 발광부(13)에서 방출된 자외선은 개구부(11a)를 통해 하우징(11)의 외부에 배치된 피조사물에 조사된다. 투광부(12)는 개구부(11a)에 설치된다. 발광부(13)에서 방출되는 자외선의 일부는 투광부(12)를 투과하고, 다른 일부는 투광부(12)에서 반사된다. 측정부(14)는 발광부(13)에서 방출된 자외선 중 투광부(12)에서 반사된 자외선, 즉, 반사 자외선(15)을 감지한다.
도 2는 한국 등록특허공보 제10-0986133호에 제시된 종래의 자외선 조도 측정장치의 일 예를 나타내는 도면으로서, 설명의 편의를 위해 도면 부호를 변경하였다.
자외선 경화장치는 챔버(1), 발광부(25), 마스크 글라스 고정유닛(20), 기판 지지부(30)를 포함한다.
챔버(1)에는, 발광부(25), 마스크 글라스 고정유닛(20), 기판 지지부(30)가 위치한다. 발광부(25)는 자외선을 조사하는 자외선 램프(26)를 포함하고, 마스크 글라스 고정유닛(20)은 마스크 글라스(40)를 고정한다. 마스크 글라스 고정유닛(20)은 마스크 글라스(40)를 진공 흡착시켜 고정시키게 된다. 기판 지지부(30)는 LCD 패널인 유리 기판(41)을 로딩하여 지지한다. 한편 유리 기판(41)의 액정(46)을 밀봉시키는 실란트(45) 경화작업은 기판 지지부(30)를 이용하여 지지대(36) 상부의 스테이지(35)에 놓여진 유리 기판(41)을 적절한 위치에 로딩시킨 후, 발광부(25)의 자외선 램프(26)를 작동시켜 자외선이 마스크 지지 글라스(21)와 마스크 글라스(40)를 통해 유리 기판(41)의 실란트(45)에 조사되게 함으로써 이루어진다. 이때 자외선 조도측정은 유리 기판(41)에 적절한 자외선이 조사되는지 여부를 확인하기 위한 것으로서, 조도센서를 이용하여 유리 기판(41) 상부의 특정 부위에서의 자외선 조도를 측정하게 되는 것이다.
도 1과 같이 자외선 경화 장치(10)는 투광부(12)에서 반사된 반사 자외선(15)을 감지하며, 반사 자외선(12)에 노출된 측정부(14)의 수명이 짧아지는 문제점이 있다.
도 2와 같이 자외선 조도 측정 장치의 유리 기판(41) 상부에서 측정되는 자외선 조도는 마스크 지지 글라스(21)를 통과하므로, 측정된 자외선 조도는 마스크 지지 글라스(21)의 오염도에 따라서 영향을 받고, 자외선 조도 센서는 발광부(25)에서 나오는 자외선에 노출되어 수명이 짧아지는 문제점이 있다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다.
본 개시에 따른 일 측면에 의하면, 자외선 경화 장치에 있어서, 기판 및 기판에 구비되어, 자외선을 발광하는 복수의 반도체 발광소자가 기판의 길이방향으로 구비되는 발광부; 자외선이 나가는 개구부를 가지며, 발광부를 둘러싸며, 기판의 길이방향으로 형성된 측면을 포함하는 하우징; 기판의 길이방향으로 형성된 하우징의 측면에 구비되며, 하우징의 외부에 구비되고, 자외선을 측정하는 센서부; 그리고, 기판의 길이방향으로 형성된 하우징의 측면에 구비되며, 센서부와 복수의 반도체 발광소자 사이에 구비되는 홀;을 포함하는 자외선 경화 장치가 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 한국 등록특허공보 제10-1649931호에 제시된 UV 경화장치 및 이의 조도 조절방법의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 한국 등록특허공보 제10-0986133호에 제시된 종래의 자외선 조도 측정장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 3 및 도 4는 본 개시에 따른 자외선 경화 장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 자외선 경화 장치의 센서부를 자세하게 나타내는 도면.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 개시에 따른 자외선 경화 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 자외선 경화 장치(100)의 사시도를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3의 AA'단면을 나타낸 도면이다.
자외선 경화 장치(100)는 발광부(110), 하우징(130), 홀(150), 센서부(170) 및 렌즈부(190)를 포함한다. 발광부(110)는 길이방향을 가지도록 형성되는 기판(111) 및 기판(111)에 구비되는 자외선을 발광하는 복수개의 반도체 발광소자(113)를 포함한다. 복수개의 반도체 발광소자(113)는 기판(111)의 길이방향을 따라서 나열될 수 있다. 하우징(130)은 자외선이 나가는 개구부(131)를 가지며, 발광부(110)를 둘러싼다. 복수개의 반도체 발광소자(113)는 자외선을 발광할 수 있으며, 자외선은 UVA, UVB 및 UVC 중 적어도 하나 이상일 수 있다. 하우징(130)은 기판(111)의 길이방향을 따라서 형성된 측면과 기판(111)의 폭방향을 따라서 형성된 측면을 가질 수 있다.
하우징(130)은 개구부(131)를 포함하며, 개구부(131)로 자외선을 발광하는 발광부(110)를 내부에 구비한다. 하우징(130)의 외부에 센서부(170)가 구비된다. 하우징(130)은 자외선이 통과하지 않는 재질로 형성되어 홀(150)과 개구부(131)로 자외선이 나간다.
홀(150)은 기판(111)의 길이방향으로 형성된 하우징(130)의 측면에 구비된다. 홀(150)이 측면에 구비되는 이유는 렌즈부(190)에 반사되는 자외선 또는 피조사물에서 반사되어 렌즈부(190)를 통해 들어온 자외선이 홀(150)에 들어오는 것을 방지하기 위함이다.
홀(150)의 높이(h1)는 복수의 반도체 발광소자(113)의 높이(h2) 보다 높고, 렌즈부(190)의 높이(h3)보다 낮도록 형성되는 것이 바람직하다. 홀(150)이 기판(111)의 길이방향으로 형성된 하우징(130)의 측면에 위치하면, 인접한 반도체 발광소자(113)의 밝기나 세기에 영향을 많이 받기 때문이다. 일정한 높이(h1)를 가지는 복수의 홀(150)이 일정한 거리를 두고 구비되는 경우, 복수의 홀(150)에 각각 구비된 센서부(170)는 발광부(110)의 일정거리마다 자외선 세기 및 밝기를 감지할 수 있다.
홀(150)은 입구(151)와 출구(152)를 가질 수 있다. 홀(150)의 입구(151)를 통해 자외선이 들어오고, 홀(150)의 출구(152)를 통해 자외선이 나간다.
센서부(170)는 하우징(130)의 외부에 구비되며, 홀(150)에서 나오는 자외선을 측정한다. 센서부(170)는 기판(171), 자외선을 감지하는 센서(173)를 포함한다. 기판(171)에는 장착부(171-1;도 5)가 형성되며, 장착부(171-1)에 센서(173)가 구비된다. 센서(173)는 자외선을 감지하는 부분이 홀(150)을 향한다.
홀(150)은 너비(w)를 가질 수 있다. 홀(150)은 입구(151)와 출구(152)를 가지며, 자외선이 들어오는 입구(151)의 너비(w1)와 자외선이 나가는 출구(152)의 너비(w2)는 홀(150)에서 가장 넓게 형성될 수 있다.
도시되지는 않았지만 하우징(130)에 형성된 홀(150)이 하나인 경우, 홀(150)의 너비(w)가 2mm 이내로 형성될 수 있다. 자외선이 홀(150)을 통과해서 센서부(170)의 센서(173)에 닿을 때, 많은 양의 자외선이 센서(173)에 닿으면, 센서(173)는 자외선에 노출될수록 수명이 줄어들 수 있다. 홀(150)의 너비(w)가 2mm를 초과하면 센서(173)의 최대 수광량을 초과하여 자외선의 측정을 정확하게 할 수 없다. 예를 들어, 홀(150)의 너비(w)가 2mm일 때, 수광되는 자외선의 양은 최대 10mW/cm²이며, 이는 센서(173)의 최대 감도일 수 있다.
하우징(130)에 형성된 홀(150)이 복수개인 경우, 홀(150)의 너비(w)가 100~500㎛인 것이 바람직하다. 홀(150)의 너비(w)가 좁을수록 통과된 자외선이 적으므로 센서(173)가 적은 자외선에 노출되며, 적은 자외선에 노출될수록 센서(173)를 오랫동안 사용할 수 있다. 예를 들어, 홀(150)의 너비(w)가 100~500㎛인 경우, 수광되는 자외선의 양은 1mW/ cm²정도일 수있다.
하우징(130)의 개구부(131)에는 렌즈부(190)가 구비되며, 복수의 반도체 발광소자(113)의 자외선은 렌즈부(190)를 통해서 하우징(130) 밖으로 나갈 수 있다. 렌즈부(190)는 단면상에서 자외선을 굴절시켜 한 점으로 모으도록 할 수 있다.
홀(150)이 형성되는 높이(h1)는 복수의 반도체 발광소자(113)의 높이(h2)보다 높고, 렌즈부(190)의 높이(h3)보다 낮은 것이 바람직하다. 복수의 반도체 발광소자(113)에서 나가는 자외선은 홀(150)을 통해 센서부(170)에 전달되며, 복수의 반도체 발광소자(113)에서 나가는 자외선을 측정하므로 피조사물에서 반사되는 자외선이 측정되지 않아서 피조사물에서 반사되는 자외선에 의해 생긴 오차가 현저하게 줄어들 수 있기 때문이다.
홀(150)이 형성되는 높이(h1)가 복수의 반도체 발광소자(113)의 높이(h2)보다 낮으면, 측정되는 자외선은 복수의 반도체 발광소자(113) 중 홀(150)에 가장 가까운 반도체 발광소자에서 나오는 자외선에 영향을 많이 받을 수 있다. 복수의 반도체 발광소자(113) 중 가장 가까운 반도체 발광소자가 고장나게 되어 꺼지게 되면 가장 가까운 반도체 발광소자의 조도에 따라서 복수의 반도체 발광소자의 조도를 조정하게 된다. 따라서, 복수의 반도체 발광소자(113)의 높이(h1) 보다 높게 홀(150)이 위치하여 복수의 반도체 발광소자(113)의 자외선을 감지하는 것이 더 정확할 수 있다.
홀(150)의 너비(w)는 입구(151) 및 출구(152)측으로 갈수록 넓어질 수 있다. 입구(151)의 너비(w1)가 넓어지는 이유는 자외선이 입구(151)로 많이 들어오도록 하기 위해서이다. 출구(152)의 너비(w2)가 넓어지는 이유는 자외선이 센서(173)의 감지면(173-1)으로 균일하게 퍼지도록 하기 위해서이다. 특히, 홀(150)의 중심을 센서(173)의 중심과 맞추기 어려운데, 홀(150)의 출구(152)의 너비(w2)가 넓어지면 센서(173)의 중심과 홀(150)의 중심을 맞추기 쉬워진다.
하우징(130)의 개구부(131) 아래에는 렌즈부(190)가 아래로 내려오지 않도록 형성되는 걸림턱(133)이 형성된다. 걸림턱(133) 아래에는 홀(150)이 위치한다. 걸림턱(133) 아래에 홀(150)이 위치하여, 렌즈부(190)에서 반사되는 자외선이 홀(150)로 들어가지 않을 수 있다.
도 5는 본 개시에 따른 자외선 경화 장치의 센서부를 자세하게 나타내는 도면이다.
기판(171)은 결합부(171-3)를 포함하며, 결합부(171-3)에 의해 기판(171)이 하우징(130;도 3)에 고정될 수 있다.
센서부(170)는 기판(171)에 구비된 커넥터(175)를 더 포함하며, 커넥터(175)는 외부의 전원 등과 센서부(170)를 전기적으로 연결할 수 있다.
센서(173)는 자외선을 감지하는 감지면(173-1;도 4) 및 복수의 전기적 연결(173-3)을 포함하며, 감지면(173-1)은 하우징(130)에 형성된 홀(150;도 4)을 향하고, 자외선이 감지면(173-1)에 닿는다. 복수의 전기적 연결(173-3)은 센서(173)와 기판(171)을 전기적으로 연결한다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 자외선 경화 장치에 있어서, 기판 및 기판에 구비되어, 자외선을 발광하는 복수의 반도체 발광소자가 기판의 길이방향으로 구비되는 발광부; 자외선이 나가는 개구부를 가지며, 발광부를 둘러싸며, 기판의 길이방향으로 형성된 측면을 포함하는 하우징; 기판의 길이방향으로 형성된 하우징의 측면에 구비되며, 하우징의 외부에 구비되고, 자외선을 측정하는 센서부; 그리고, 기판의 길이방향으로 형성된 하우징의 측면에 구비되며, 센서부와 복수의 반도체 발광소자 사이에 구비되는 홀;을 포함하는 자외선 경화 장치.
(2) 홀은 발광부의 기판으로부터 높이를 가지며, 복수의 반도체 발광소자는 발광부의 기판으로부터 높이를 가지며, 홀의 높이는 복수의 반도체 발광소자의 높이보다 높은 자외선 경화 장치.
(3) 하우징의 개구부에 구비되는 렌즈부;를 포함하는 자외선 경화 장치.
(4) 홀은 발광부의 기판으로부터 높이를 가지며, 복수의 반도체 발광소자는 발광부의 기판으로부터 높이를 가지며, 렌즈부는 발광부의 기판으로부터 높이를 가지며, 홀의 높이는 렌즈부보다 낮고, 복수의 반도체 발광소자의 높이보다 높은 자외선 경화 장치.
(5) 홀은 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 홀의 각각 너비는 100~500㎛인 자외선 경화 장치.
(6) 홀은 하나가 구비되며, 홀의 너비는 2mm 이하인 자외선 경화 장치.
(7) 개구부에는 렌즈부를 고정하는 걸림턱;이 형성되며, 걸림턱 아래에 홀이 구비되는 자외선 경화 장치.
(8) 홀의 너비는 변화하는 자외선 경화 장치.
(9) 홀은 입구 및 출구를 포함하며, 입구의 너비와 출구의 너비가 가장 넓은 자외선 경화 장치.
(10) 센서부는 센서 및 센서가 구비되는 장착부가 형성된 기판을 포함하며, 센서는 자외선을 감지하도록 홀을 향해 구비되는 자외선 경화장치.
본 개시에 따른 하나의 자외선 경화 장치에 의하면, 홀을 통해 자외선을 측정하여 센서부의 수명 및 신뢰도를 높일 수 있다.
본 개시에 따른 또 하나의 자외선 경화 장치에 의하면, 센서부는 하우징 외부에서 복수의 반도체 발광소자에서 나오는 자외선을 바로 측정하여 오차율을 낮출 수 있게 된다.
100:자외선 경화 장치 110:발광부 130:하우징 150:홀
170:센서부 190:렌즈부

Claims (10)

  1. 자외선 경화 장치에 있어서,
    기판 및 기판에 구비되어, 자외선을 발광하는 복수의 반도체 발광소자가 기판의 길이방향으로 구비되는 발광부;
    자외선이 나가는 개구부를 가지며, 발광부를 둘러싸며, 기판의 길이방향으로 형성된 측면을 포함하는 하우징;
    기판의 길이방향으로 형성된 하우징의 측면에 구비되며, 하우징의 외부에 구비되고, 자외선을 측정하는 센서부; 그리고,
    기판의 길이방향으로 형성된 하우징의 측면에 구비되며, 센서부와 복수의 반도체 발광소자 사이에 구비되는 홀;을 포함하며,
    홀의 너비는 센서부의 너비보다 좁게 형성되며,
    하우징의 개구부에 구비되는 렌즈부를 더욱 포함하며,
    하우징의 개구부 아래에는 렌즈부를 고정하며 하우징 내측으로 돌출된 걸림턱이 형성되며,
    걸림턱 아래에 홀이 구비되며,
    홀은 발광부의 기판으로부터 높이를 가지며,
    복수의 반도체 발광소자는 발광부의 기판으로부터 높이를 가지며,
    렌즈부는 발광부의 기판으로부터 높이를 가지며,
    홀의 높이는 렌즈부의 높이보다 낮고, 복수의 반도체 발광소자의 높이보다 높으며,
    발광부로부터 발광된 자외선은 센서부 각각에 대응하여 구비된 홀을 통하여 센서부에 도달하며,
    센서부 각각에 대응하여 구비된 홀은 복수개 구비될 수 있으며,
    센서부 각각에 대응하여 구비된 복수개의 홀의 각각의 너비는 100~500㎛인, 자외선 경화 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    홀의 너비는 변화하는 자외선 경화 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    홀은 입구 및 출구를 포함하며,
    입구의 너비와 출구의 너비가 가장 넓은 자외선 경화 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    센서부는 센서 및 센서가 구비되는 장착부가 형성된 기판을 포함하며,
    센서는 자외선을 감지하도록 홀을 향해 구비되는 자외선 경화장치.
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