KR20050080935A - 노광기용 듀얼 램프 광학시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노광기용 듀얼램프 광학시스템에 관한 것이다. 본 발명은 지면에 연직방향으로 설치되어 서로 동일한 방향으로 발광하는 적어도 2개의 광원(20,20')과, 상기 각각의 광원(20,20')에 대응되게 구비되고 상기 광원(20,20')에서 나온 광의 경로를 바꿔 동일 방향으로 전달하는 제1미러(24,24')와, 상기 제1미러(24,24')에서 반사되어온 광을 전달받아 광분포를 조절하여 전달하는 것으로 각각의 단위렌즈의 상대적으로 긴변의 방향이 상기 광원(20,20')에서 발광되어 전달되는 광의 방향과 평행하게 배치되는 플라이아이 렌즈유니트(26)와, 상기 플라이아이 렌즈유니트(26)에서 나온 광을 작업대상물에 조사하도록 전달하는 광전달수단을 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 스캔방식의 노광기에서 상대적으로 대화면을 가지는 패널을 용이하게 생산할 수 있게 된다.

Description

노광기용 듀얼 램프 광학시스템{A dual lamp system for exposure device}

본 발명은 듀얼 램프 광학시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연직방향으로 설치되는 램프의 광을 이용하여 감광재료가 도포된 패널에 조사하여 패턴을 형성하는 노광장치의 듀얼 램프 광학시스템에 관한 것이다.

PDP, LCD등 디스플레이장치에 사용되는 패널에 패턴을 형성하기 위해서, 패널에 감광재료를 도포하고 광을 조사하여 감광재료를 선택적으로 제거하는 작업을 거친다. 이와 같은 작업을 위해 노광장치가 사용된다. 최근에 디스플레이장치의 화면 크기가 커지면서 상대적으로 넓은 면적의 패널에 패턴을 형성하기 위해서는 이에 맞는 노광장치가 필요하게 된다.

도 1에는 종래 기술에 의한 노광장치의 듀얼 램프 광학시스템이 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 램프(1,1')는 연직방향으로 설치된다. 상기 램프로는 초고압 수은램프가 사용되는데, 상기 램프(1,1')는 그 특성상 연직방향으로 설치되어야 제 성능을 발휘하고 제 수명을 유지할 수 있다.

상기 램프(1,1')에서 나온 광은 각각 타원경(3)을 통해 반사되어 일방향으로 전달된다. 상기 타원경(3)에서 각각 반사된 광은 제1미러(5,5')로 전달된다. 상기 제1미러(5,5')는 하나의 램프(1,1')에 각각 하나씩 구비된다.

상기 제1미러(5,5')에서 반사된 광을 반사하기 위해 제2미러(7)가 사용된다. 상기 제2미러(7)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 두개의 미러가 소정의 각도를 가지고 연결되어, 상기 제1미러(5)에서 반사되어온 광이 입사되어 반사되는 면이 각각 서로 소정의 각도를 가지도록 된다.

상기 제2미러(7)에서 반사된 광은 플라이아이 렌즈유니트(9)로 전달된다. 상기 플라이아이 렌즈유니트(9)는 다수개의 렌즈가 다수개의 행과 열로 배치되어 구성되는데, 광의 분포를 좋게 만들어주는 역할을 한다. 특히 상기 플라이아이 렌즈유니트(9)를 구성하는 각각의 단위렌즈는 직사각형상을 가지는데, 도 1에 도시된 바와 같은 시스템에서는 가로방향이 세로방향보다 더 길게 형성되어야 허비되는 광을 최소화할 수 있게 된다. 즉, 상기 플라이아이 렌즈유니트(9)로 가로방향으로 입사되는 광의 입사각이 상대적으로 작아야 된다.

상기 플라이아이 렌즈유니트(9)를 통과한 광은 다수개의 경로미러(10,12)에 의해 반사되어 노광대상물인 패널(14)에 전달된다. 상기 경로미러(10,12)로는 광을 평행하게 해주는 구면미러가 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 다수개의 경로미러(10,12)를 사용하는 것은 전체 광학시스템이 차지하는 공간을 줄이기 위해서이다.

이와 같은 구성을 가지는 광학시스템에서는 상기 램프(1,1')에서 나온 광이 각각 상기 제1미러(5,5')에 의해 반사되어 경로가 꺾여 제2미러(7)로 입사되고, 상기 제2미러(7)에서 각각 반사되어 상기 플라이아이 렌즈유니트(9)로 전달된다. 상기 플라이아이 렌즈유니트(9)를 통과하면서 광의 분포가 개선된다.

상기 플라이아이 렌즈유니트(9)를 통과한 광은 상기 제1 및 제2 경로미러(10,12)를 거쳐 패널(14)에 조사된다. 이때, 상기 패널(14)에 도포된 감광재료에는 별도의 마스크에 의해 선택적으로 광이 조사되어, 패턴이 형성된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 종래에는 제2미러(7)를 중심으로 양쪽의 램프(1,1')에서 전달되는 광이 제2미러(7)에 의해 반사되어 하나의 플라이아이 렌즈유니트(9)로 전달된다. 따라서, 상기 각각의 램프(1,1')의 광이 상기 제2미러(7)의 양단에서 반사되어 플라이아이렌즈 유니트(9)로 전달되므로, 상기 플라이아이 렌즈유니트(9)의 세로방향보다 가로방향으로 넓게 전달된다.

이와 같은 광 전달 특성상 광의 허비를 방지하기 위해 상기 플라이아이 렌즈유니트(9)의 각각의 단위 렌즈는 가로방향이 세로방향보다 긴 장방형의 것이 사용되고, 상기 플라이아이 렌즈유니트(9)를 통과한 광은 상기 제1 및 제2 경로미러(10,12)를 통과해서 패널(14)에 조사될 때도, 가로방향이 세로방향보다 긴 장방형의 영역에 조사된다.

상기와 같이 종래 기술에서는 가로방향이 세로방향보다 긴 장방형의 영역에 광을 조사하는 것은 가능하나, 반대로 가로방향보다 세로방향이 긴 장방형의 영역에 광을 조사하는 것은 불가능하다.

이는 상기 램프(1,1')의 특성상 램프(1,1')를 연직방향으로 설치하지 않으면 성능을 제대로 발휘할 수 없고 수명이 줄어드는 문제점이 있기 때문이다. 즉, 상기 램프(1,1')를 연직방향으로 설치한 상태의 종래 기술에서는 세로방향이 상대적으로 긴 장방형의 영역으로 광을 조사하는 것이 불가능하다.

특히, 최근에 대화면의 디스플레이장치를 생산하기 위해 광을 스캔(scan)방식으로 조사하는 노광장치가 제시되었는데, 종래의 듀얼 광학시스템은 이와 같은 스캔방식의 노광장치에는 적용할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 스캔 방식의 노광장치에서 사용할 수 있는 광학시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 연직방향으로 설치되어 사용되는 광원을 사용하여 세로방향이 상대적으로 긴 노광영역을 만들 수 있는 광학시스템을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 지면에 연직방향으로 설치되어 서로 동일한 방향으로 발광하는 적어도 2개의 광원과, 상기 각각의 광원에 대응되게 구비되고 상기 광원에서 나온 광의 경로를 바꿔 동일 방향으로 전달하는 제1미러와, 상기 제1미러에서 반사되어온 광을 전달받아 광분포를 조절하여 전달하는 것으로 각각의 단위렌즈의 상대적으로 긴변의 방향이 상기 광원에서 발광되어 전달되는 광의 방향과 평행하게 배치되는 플라이아이 렌즈유니트와, 상기 플라이아이 렌즈유니트에서 나온 광을 작업대상물에 조사하도록 전달하는 광전달수단을 포함하여 구성된다.

상기 광원에서 제1미러를 거쳐 플라이아이 렌즈유니트에 이르는 광경로는 각각의 광원에 대해 동일하게 형성된다.

상기 광원은 상기 제1미러의 연직하방에 구비되거나, 상기 광원은 상기 제1미러의 연직상방에 구비된다.

상기 광전달수단은 적어도 하나의 콜리메이트미러를 포함하여 구성된다.

상기 광원의 광을 일방향으로 반사하기 위해 각각 타원경이 상기 광원을 감싸도록 더 구비된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 최종적으로 형성되는 광의 조사영역이 지면에 대해 가로방향이 세로방향에 비해 더 길게 형성되어 스캔방식으로 패널의 감광재료를 노광하는 노광기에 복수개의 램프를 구비한 광학시스템을 적용할 수 있다.

이하 본 발명에 의한 노광기용 듀얼램프 광학시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 노광기용 듀얼램프 광학시스템의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 광원(20,20')이 지면에 대해 연직방향으로 설치된다. 본 실시예에서는 상기 광원(20,20')이 하부에서 상부로 광을 조사하도록 배치된다. 상기 광원(20,20')은 초고압 수은등이 사용될 수 있다.

상기 각각의 광원(20,20')은 타원경(22,22')으로 각각 둘러싸여 있다. 상기 타원경(22,22')은 그 구조의 특성상 광원(20,20')에서 발광된 광을 일방향으로 반사하여 전달한다. 여기서 상기 광원(20,20')에서 나와 타원경(22,22')에 의해 반사된 광은 각각 서로 평행하게 동일한 방향으로 전달된다.

상기 광원(20,20')에서 나온 광은 제1미러(24,24')로 전달된다. 상기 제1미러(24,24')는 상기 광원(20,20')에서 나온 광의 경로를 변경하여 대략 수평방향으로 전달되게 한다. 이때도 상기 각각의 광원(20,20')에서 나온 광은 각각 동일한 방향으로 전달된다.

상기 광원(20,20')과 제1미러(24,24')를 거쳐 아래에서 설명될 렌즈유니트(26)까지의 광경로는 각각의 광원(20,20')에 대해 동일하게 되도록 구성하여야 한다. 이를 위해 상대적으로 플라이아이 렌즈유니트(26)에서 멀리 떨어진 광원(20)의 경우 광원(20')에 비해 제1미러(24)까지의 거리가 그만큼 짧게 형성된다.

상기 제1미러(24,24')에서 반사된 광을 전달받아 광의 분포를 균일화하기 위해 플라이아이 렌즈유니트(26)가 구비된다. 상기 플라이아이 렌즈유니트(26)는 다수개의 단위렌즈가 행방향 및 열방향으로 배치되어 구성되는 것이다. 본 실시예에서는 상기 제1미러(24,24')에서 전달된 광을 허비없이 사용할 수 있도록 하기 위해 상기 단위렌즈를 정면에서 볼 때, 지면을 기준으로 가로방향보다 세로방향의 길이가 더 긴 장방형으로 된다. 즉, 상기 플라이아이 렌즈유니트(26)의 단위렌즈의 상대적으로 길이가 긴 세로방향이 상기 광원(20,20')에서 상기 제1미러(24,24')로 전달되는 광의 방향과 평행하게 된다.

이와 같이 함에 의해 플라이아이 렌즈유니트(26)로 전달된 광을 허비없이 사용하여 균일한 광의 분포가 이루어지면서도 높은 조도를 확보할 수 있게 된다.

상기 플라이아이 렌즈유니트(26)를 통과한 광은 다수개의 경로미러(30,32)에 의해 반사되어 최종적으로 작업대상물인 패널(34)에 조사된다. 상기 경로미러(30,32) 전체 또는 적어도 하나는 콜리메이트미러를 사용한다.

여기서 상기 플라이아이 렌즈유니트(26)를 통과한 광을 패널(34)까지 전달하기 위한 광전달수단을 구성하는 상기 경로미러(30,32)는 광경로를 어떻게 형성하느냐에 따라 그 갯수와 배치가 달라진다.

한편, 도 3에는 본 발명에서 패널(34)에 실제로 조사되는 광의 영역이 표시되어 있다. 예를 들어, 패널(34)이 가로와 세로 비율이 16:9라면 본 발명에 의해 형성된 광의 조사영역은 최대로 8:9가 되면 된다. 따라서, 본 발명의 광학시스템에서 조사된 광을 패널(34)에 대해 가로방향으로 이동(스캔)시키면서 노광작업을 할 수 있게 된다.

도 4에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서는, 광원(120,120')이 상기 실시예에서와는 반대방향에 위치된다. 즉, 상기 광원(120,120')이 연직하방에 설치되는 제1미러(24,24')로 광을 전달하는 것이다. 그 외의 구성은 상기 실시예와 거의 동일하므로 더 이상의 설명은 생략한다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 노광기용 듀얼 광학시스템의 작용을 상세하게 설명한다.

초고압 수은등인 상기 광원(20,20')에서 광이 조사되면, 일부는 상기 제1미러(24,24')로 직접 전달되고, 나머지는 상기 타원경(22,22')에 의해 반사되어 상기 제1미러(24,24')로 전달된다.

상기 제1미러(24,24')로 전달된 광은 상기 제1미러(24,24')에서 광경로가 꺾여 수평방향으로 전달된다. 상기 제1미러(24,24')에서 반사된 광은 플라이아이 렌즈유니트(26)로 전달된다. 상기 플라이아이 렌즈유니트(26)로 전달된 광은 광분포가 조정되어 전달된다.

즉, 상기 플라이아이 렌즈유니트(26)의 각각의 단위렌즈로 입사되는 광의 방향은 상대적으로 높은 조도를 확보하기 위해, 다시 말해, 광의 허비를 방지하기 위해 플라이아이 렌즈유니트(26)의 단위렌즈의 상대적으로 길이가 긴 방향이어야 한다. 본 실시예에서는 지면에 대해 플라이아이 렌즈유니트(26)의 세로방향이어야 한다.

상기 플라이아이 렌즈유니트(26)를 통과한 광은 다수개의 경로미러(32)를 거쳐 그 경로가 변경되어 패널(34)에 조사된다. 상기 경로미러(32)를 적절하게 배치하면 전체 광학시스템이 차지하는 공간을 상대적으로 줄일 수 있다. 따라서, 상기 경로미러(32)의 갯수와 배치위치 등은 광학시스템의 설계조건에 따라 다양하게 변할 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 노광기용 듀얼램프 광학시스템에서는 두개의 램프를 적절하게 배열하고 최종적으로 형성되는 광조사영역이 가로보다 세로방향이 길게 된다.

따라서, 스캔방식으로 노광을 수행하는 노광기에서 대형 패널에 대한 노광작업을 할 수 있어, 점차 대화면화되어 가는 디스플레이장치에 사용되는 패널 생산에 효율적으로 사용할 수 있게 되는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 듀얼 램프 광학시스템의 구성을 보인 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 노광기용 듀얼 램프 광학시스템의 바람직한 실시예를 보인 구성도.

도 3은 본 발명 실시예의 광학시스템에서 형성할 수 있는 광조사영역을 보인 정면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예의 구성을 보인 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20,20': 광원 22,22': 타원경

24,24': 제1미러 26: 플라이아이 렌즈유니트

30,32: 제1 및 제2 경로미러 34: 패널

Claims (6)

1. 지면에 연직방향으로 설치되어 서로 동일한 방향으로 발광하는 적어도 2개의 광원과,

   상기 각각의 광원에 대응되게 구비되고 상기 광원에서 나온 광의 경로를 바꿔 동일 방향으로 전달하는 제1미러와,

   상기 제1미러에서 반사되어온 광을 전달받아 광분포를 조절하여 전달하는 것으로 각각의 단위렌즈의 상대적으로 긴변의 방향이 상기 광원에서 발광되어 전달되는 광의 방향과 평행하게 배치되는 플라이아이 렌즈유니트와,

   상기 플라이아이 렌즈유니트에서 나온 광을 작업대상물에 조사하도록 전달하는 광전달수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 노광기용 듀얼 램프광학시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광원에서 제1미러를 거쳐 플라이아이 렌즈유니트에 이르는 광경로는 각각의 광원에 대해 동일하게 형성됨을 특징으로 하는 노광기용 듀얼 램프광학시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 광원은 상기 제1미러의 연직하방에 구비됨을 특징으로 하는 노광기용 듀얼 램프광학시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 광원은 상기 제1미러의 연직상방에 구비됨을 특징으로 하는 노광기용 듀얼 램프광학시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 광전달수단은 적어도 하나의 콜리메이트미러를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 노광기용 듀얼램프광학시스템.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원의 광을 일방향으로 반사하기 위해 각각 타원경이 더 구비됨을 특징으로 하는 노광기용 듀얼 램프광학시스템.