KR20050062164A - 디스플레이장치의 노광구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PDP의 전극패턴 또는 격벽패턴을 형성하는 리소그래피 공정에서 사용되는 노광장치에 관한 것으로서, 특히 실린더 렌즈수단 및 실린더렌즈를 통해 만들어진 라인 빔을 이용한 스캔방식으로 노광하게 됨에 따라, 콜리메이션 미러의 사이즈를 소형화하고, 초 대면적(70인치 이상) 디스플레이장치의 노광작업이 가능하도록 하는 디스플레이장치의 노광구조 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 디스플레이장치의 노광구조는, 디스플레이 장치의 노광구조에 있어서, 빔을 조사하는 빔조사 수단; 상기 조사된 빔을 통과시켜 발산하는 실린더 렌즈수단; 상기 발산된 빔을 반사시키는 콜리메이션 미러수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 실린더 렌즈수단 및 실린더렌즈를 통해 만들어진 라인 빔을 이용한 스캔방식으로 노광하게 됨에 따라, 콜리메이션 미러의 사이즈를 소형화할 수 있는 효과가 있다.

Description

디스플레이장치의 노광구조{Exposure System of Display Device}

본 발명은 PDP의 전극패턴 또는 격벽패턴을 형성하는 리소그래피 공정에서 사용되는 노광장치에 관한 것으로서, 특히 실린더 렌즈수단 및 실린더렌즈를 통해 만들어진 라인 빔을 이용한 스캔방식으로 노광하게 됨에 따라, 콜리메이션 미러의 사이즈를 소형화하고, 초 대면적(70인치 이상) 디스플레이장치의 노광작업이 가능하도록 하는 디스플레이장치의 노광구조 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적인 노광기용 조명 광학 장치는 포토 마스크의 패턴과 동일한 패턴의 자외선 광을 글래스나 기판에 전사하여 패턴을 형성시킬 수 있도록 하는 장치이다.

도 1은 일반적인 노광기용 광학계의 구조가 도시된 개략도 이다.

이와 같은 노광기용 조명 광학 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 200nm ~ 800nm 파장대의 광을 발산하는 수은 램프(1)와, 상기 수은 램프(1)에서 발산되는 광을 반사하여 소정의 위치로 집광시키는 타원형상의 집광경(2)과, 상기 집광경(2)에서 집광되는 광을 반사시켜 소정 위치로 회전 광축 변환하는 동시에 자외선은 반사하고 적외선은 투과하는 제1콜드미러(3)과, 상기 제1콜드미러(3)에서 출사된 광의 조도분포를 균일하게 하는 플라이아이 렌즈(4)와, 상기 플라이아이 렌즈(4)로부터 제2콜드미러(5)을 거쳐 입사된 광을 평행광으로 변환시켜 포토 마스크(7)와 글래스(8)의 노광면을 향해 출사시키는 콜리메이션 미러(6)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 노광기용 조명 광학 장치는, 수은 램프(1)에서 발산된 광이 집광경(2)에 의하여 제1콜드미러(3)을 향해 반사되면, 상기 제1콜드미러(3)은 광의 진행방향을 변화시켜 플라이아이 렌즈(4)를 향해 출사시킨다. 이때, 상기 제1콜드미러(3)은 발산광 중 자외선만을 반사시키고 적외선과 가시광선은 투과시켜 포트 마스크(7)측에 자외선만이 조사되도록 하는 역할도 함께 수행한다.

이후, 상기 플라이아이 렌즈(4)를 통해 조도분포가 균일해진 광은 제2 평면경(8)을 거쳐 콜리메이션 미러(6)를 향해 출사되고, 상기 콜리메이션 미러(6)는 입사된 광을 평행광으로 변환시켜 노광면을 향해 출사시킨다.

그러나, 상기와 같이 대면적 일괄노광 방식을 사용하게 되는 종래 기술에서는, 대면적 포토마스크의 제작이 필수적으로 뒷받침되어져야 하는데, 이러한 대면적 포토 마스크제작은, 엄청난 비용이 소요될 뿐 아니라, 70인치 이상의 대면적 포토마스크 제작에 있어서도 기술적 한계에 부딪히고 있는 실정이다.

이에, 일괄노광 방식의 한계를 극복하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있고, 그 한 방법으로 스캔방식 노광이 제안되고 있다. 이와 관련해서, 현재 기술개발이 진행되고 있는 스캔방식은 에어리어(AREA) 형태의 노광 빔을 사용함에 따라, 노광 빔을 평행광으로 만들어 노광면에 출사시키는 콜리메이션 미러의 대형화가 불가피하고, 이로 인해, 상기 콜리메이션 미러를 구동시키기 위한 구동장치 및 주변 광학렌즈 등이 대형화되는 문제가 있다.

또한, 상기와 같이 콜리메이션 미러가 대형화됨에 따라, 정밀한 구동이 어렵고, 구동과정에서 오차 발생률이 높게 나타나며, 유리표면으로 이루어진 콜리메이션 미러의 파손으로 인한 문제가 자주 발생되고 있다.

따라서, 구조가 간단하여 정밀 구동이 가능하고, 더불어 장치의 소형화가 가능하도록 하여 비용절감을 이룰 수 있고, 무엇보다도 70인치 이상의 디스플레이장치의 노광작업이 가능하도록 하는 노광구조가 시급히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 첫째, 실린더 렌즈수단 및 실린더렌즈를 통해 만들어진 라인 빔을 이용한 스캔방식으로 노광하게 됨에 따라, 콜리메이션 미러의 사이즈를 소형화할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

둘째, 콜리메이션 미러의 소형화에 따라, 콜리메이션 미러를 회전 및 구동시키기 위한 구동장치를 소형화할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

셋째, 콜리메이션 미러의 소형화에 따라, 반사면의 파손위험을 줄일 수 있도록 하여 미러 수명을 연장하는데 목적이 있다.

넷째, 소형화되어진 콜리메이션 미러를 구동하게 됨에 따라, 정교한 노광작업 및 그 제어가 가능하도록 하는데 있다.

다섯째, 제조공정이 까다롭고 제작비용이 비싼 대면적 포토마스크 대신, 제조공정과 비용이 저렴한 소형 포토마스크를 여러 번 이동시켜 노광작업하는 대면적 분할노광 방식을 사용하게 됨에 따라, 포토마스크의 제조비용이 절감되고, 공차관리가 유리해지도록 하는데 목적이 있다.

여섯째, 대면적 분할노광 방식을 사용함에 따라, 초 대면적(70인치 이상) 디스플레이장치의 노광작업이 가능해지도록 하는데 목적이 있다.

일곱째, 분할노광을 위한 노광장치의 구조를 간단하게 형성할 수 있고, 소형화할 수 있게 되어, 노광장치의 제조단가를 절감할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이장치의 노광구조는, 디스플레이 장치의 노광구조에 있어서, 빔을 조사하는 빔조사 수단; 상기 조사된 빔을 통과시켜 발산하는 실린더 렌즈수단; 상기 발산된 빔을 반사시키는 콜리메이션 미러수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 빔 조사수단은 UV레이저를 사용하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 실린더 렌즈수단은 적어도 하나 이상의 실린더렌즈를 조합시켜 형성되고, 노광면에 투영되는 평행광을 중첩시켜 조도분포를 일정하게 하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 실린더 렌즈는 실린더 렌즈수단을 통해 입사되는 입사광을 노광면에 초점을 맞추어 투영되는 라인 빔으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 라인빔을 노광면에 반사시키는 콜리메이션 미러를 적정각도 회전시키면서, 노광면을 분할 노광하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 노광면보다 작게 형성된 포토마스크를 적어도 한 번 이상, 여러 번 이동시켜 노광면 전체를 분할 노광하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 포토마스크 영역의 노광면에 대하여 라인 빔을 반사시키는 콜리메이션 미러를 적정각도 회전시키면서, 분할 노광하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 콜리메이션 미러수단은 빔을 평행광으로 만드는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이장치의 노광방법은, (a)빔을 조사하는 단계와; (b)상기 조사된 빔을 포커싱하는 단계와; (c)상기 포커싱된 발산광을 평행광으로 변환시키는 단계와; (d)상기 변환된 평행광으로 노광면을 스캔방식으로 노광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 (a)단계는 UV레이저를 사용하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 (b)단계는, 다수의 실린더렌즈를 조합시켜 형성되는 실린더 렌즈수단에 의해, 노광면에 투영되는 평행광을 중첩시켜 조도분포를 일정하게 하는 단계가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 (b)단계는, 실린더 렌즈를 이용하여 노광면에 초점을 맞추어 투영되는 라인 빔으로 형성하는 단계가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 (d)단계는 라인빔을 노광면에 반사시키는 콜리메이션 미러를 적정각도 회전시키면서, 노광면을 분할 노광하는 단계인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 (d)단계는 노광면보다 작게 형성된 포토마스크를 적어도 한 번 이상, 여러 번 이동시켜 노광면 전체를 분할 노광하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 포토마스크 영역의 노광면에 대하여 라인 빔을 반사시키는 콜리메이션 미러를 적정각도 회전시키면서, 분할 노광하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 디스플레이장치의 노광구조를 보인 개략도로서, 동 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이장치의 노광구조는, 빔 조사수단(11)과, 상기 빔 조사수단(11)으로부터 조사된 빔의 초점을 맞추어 라인 빔을 형성함과 동시에 조도분포를 균일하게 하는 실린더 렌즈수단(12) 및 실린더렌즈(13)와, 상기 실린더 렌즈수단(12) 및 실린더렌즈(13)를 통해 발산된 광을 평행광으로 변환시켜 포토마스크(15)와 노광면(16)에 투영시켜 노광이 이루어지도록 하는 콜리메이션 미러(14)를 구성한다.

이때, 상기 빔 조사수단(11)은 UV레이저가 사용되고, 상기 실린더 렌즈수단(12)은 다수의 실린더렌즈(13)를 조합시켜 형성된다. 상기 조합으로 이루어진 실린더 렌즈수단(12)는 노광면(16)에 투영되는 평행광을 중첩시켜 조도분포를 일정하게 하는 역할을 한다. 그리고, 상기 실린더렌즈(13)는 실린더 렌즈수단(12)을 통해 입사되는 입사광을 노광면(16)에 초점을 맞추어 투영되는 라인 빔으로 형성하는 역할을 한다.

이때, 상기 라인빔을 노광면에 반사시키는 콜리메이션 미러(14)는 별도구동장치에 의해 적정각도 회전되면서, 노광면(16)을 분할 노광하는 작업을 수행하게 된다.

상기 분할노광 작업에 있어서, 노광면(16)보다 작게 포토마스크(15)를 형성하여 적어도 한 번 이상, 여러 번 이동시켜가며, 노광면(16) 전체를 분할 노광하도록 한다. 이때, 콜리메이션 미러(14)는 상기 포토마스크(15) 영역에 대하여 라인 빔을 적정각도 반사 이동시키면서 노광작업을 수행하도록 한다.

상기와 같은 본 발명이 구조를 이용한 노광방법을 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 발명에 따른 디스플레이장치의 노광 구조에 의한 노광방법을 보인 개략도로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같은 본 발명에 따른 디스플레이장치의 노광방법은, 우선, 빔을 조사하는 단계로 이루어진다. 이때, UV레이저(11)를 사용하여 빔을 조사한다.

그리고, 상기 조사된 빔을 포커싱하는 단계를 진행한다. 이때, 상기 단계는 다수의 실린더렌즈를 조합시켜 형성되는 실린더 렌즈수단(12)에 의해, 노광면(16)에 투영되는 평행광을 중첩시켜 조도분포를 일정하게 하는 단계 및 실린더렌즈(13)를 이용하여 노광면(16)에 초점을 맞추어 투영되는 라인 빔을 형성하는 단계로 이루어진다.

그리고 나서, 상기 포커싱된 발산광을 평행광으로 변환시키는 단계를 진행한다.

그런 다음, 상기 변환된 평행광으로 노광면(16)을 스캔방식으로 노광하는 단계를 진행하는데, 상기 단계는 라인빔을 노광면(16)에 반사시키는 콜리메이션 미러(14)를 적정각도 회전시키면서, 노광면(16)을 분할 노광하게 된다.

이때, 포토마스크(15)를 노광면(16)보다 작게 형성하여 적어도 한 번 이상, 여러 번 이동시켜 노광면(16) 전체를 분할 노광하도록 한다.

상기와 같은 본 발명은 실린더 렌즈수단 및 실린더렌즈를 통해 만들어진 라인 빔을 이용한 스캔방식으로 노광하게 됨에 따라, 콜리메이션 미러의 사이즈를 소형화할 수 있고, 상기 콜리메이션 미러를 회전 및 구동시키기 위한 구동장치를 소형화할 수 있게 되며, 소형화되어진 콜리메이션 미러의 정교한 제어가 가능하게 된다.

또한, 분할노광 방식으로 인해, 제조공정과 비용이 저렴한 소형 포토마스크를 사용할 수 있고, 대면적 분할노광 방식을 사용함에 따라, 초 대면적(70인치 이상) 디스플레이장치의 노광작업이 가능해지게 될 뿐 아니라, 노광장치의 구조를 간단하게 형성하게 됨에 따라, 노광장치의 제조단가를 절감할 수 있다.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 실린더 렌즈수단 및 실린더렌즈를 통해 만들어진 라인 빔을 이용한 스캔방식으로 노광하게 됨에 따라, 콜리메이션 미러의 사이즈를 소형화할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 콜리메이션 미러의 소형화에 따라, 콜리메이션 미러를 회전 및 구동시키기 위한 구동장치를 소형화할 수 있게 되는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 콜리메이션 미러의 소형화에 따라, 반사면의 파손위험을 줄일 수 있게 되어 미러의 수명을 연장하는 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 소형화되어진 콜리메이션 미러를 구동하게 됨에 따라, 정교한 노광작업 및 그 제어가 가능해지는 효과가 있다.

다섯째, 본 발명은 제조공정이 까다롭고 제작비용이 비싼 대면적 포토마스크 대신, 제조공정과 비용이 저렴한 소형 포토마스크를 여러 번 이동시켜 노광작업하는 대면적 분할노광 방식을 사용하게 됨에 따라, 포토마스크 제조비용 및 공차관리에 유리한 효과가 있다.

여섯째, 본 발명은 대면적 분할노광 방식을 사용함에 따라, 초 대면적(70인치 이상) 디스플레이장치의 노광작업이 가능해지는 효과가 있다.

일곱째, 본 발명은 분할노광을 위한 노광장치의 구조를 간단하게 형성할 수 있고 소형화할 수 있게 되어, 노광장치의 제조단가를 절감할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 노광기용 광학계의 구조가 도시된 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 디스플레이장치의 노광구조를 보인 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 디스플레이장치의 노광 구조에 의한 노광방법을 보인 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11: 빔 조사수단 12: 실린더 렌즈수단

13: 실린더렌즈 14: 콜리메이션 미러

15: 포토 마스크 16: 노광면

Claims (15)

1. 디스플레이 장치의 노광구조에 있어서,

   빔을 조사하는 빔조사 수단;

   상기 조사된 빔을 통과시켜 발산하는 실린더 렌즈수단;

   상기 발산된 빔을 반사시키는 콜리메이션 미러수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 노광구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 빔 조사수단은 UV레이저를 사용하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 실린더 렌즈수단은 적어도 하나 이상의 실린더렌즈를 조합시켜 형성되고, 노광면에 투영되는 평행광을 중첩시켜 조도분포를 일정하게 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광구조.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 실린더 렌즈는 실린더 렌즈수단을 통해 입사되는 입사광을 노광면에 초점을 맞추어 투영되는 라인 빔으로 형성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광구조.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 라인빔을 노광면에 반사시키는 콜리메이션 미러를 적정각도 회전시키면서, 노광면을 분할 노광하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광구조.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 노광면보다 작게 형성된 포토마스크를 적어도 한 번 이상, 여러 번 이동시켜 노광면 전체를 분할 노광하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광구조.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 포토마스크 영역의 노광면에 대하여 라인 빔을 반사시키는 콜리메이션 미러를 적정각도 회전시키면서, 분할 노광하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광구조.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 콜리메이션 미러수단은 빔을 평행광으로 만드는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광구조.
9. (a)빔을 조사하는 단계와;

   (b)상기 조사된 빔을 포커싱하는 단계와;

   (c)상기 포커싱된 발산광을 평행광으로 변환시키는 단계와;

   (d)상기 변환된 평행광으로 노광면을 스캔방식으로 노광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 (a)단계는 UV레이저를 사용하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광방법.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 (b)단계는, 다수의 실린더렌즈를 조합시켜 형성되는 실린더 렌즈수단에 의해, 노광면에 투영되는 평행광을 중첩시켜 조도분포를 일정하게 하는 단계가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광방법.
12. 제 9항에 있어서,

    상기 (b)단계는, 실린더 렌즈를 이용하여 노광면에 초점을 맞추어 투영되는 라인 빔으로 형성하는 단계가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광방법.
13. 제 9항에 있어서,

    상기 (d)단계는 라인빔을 노광면에 반사시키는 콜리메이션 미러를 적정각도 회전시키면서, 노광면을 분할 노광하는 단계인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광방법.
14. 제 9항에 있어서,

    상기 (d)단계는 노광면보다 작게 형성된 포토마스크를 적어도 한 번 이상, 여러 번 이동시켜 노광면 전체를 분할 노광하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광방법.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 포토마스크 영역의 노광면에 대하여 라인 빔을 반사시키는 콜리메이션 미러를 적정각도 회전시키면서, 분할 노광하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 노광방법.