KR20090122594A - 롱 아크 유브이 램프를 이용한 노광 및 경화 장치 - Google Patents

롱 아크 유브이 램프를 이용한 노광 및 경화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CRT를 대체하는 LCD 또는 PDP 등과 같은 대면적의 평판 디스플레이의 노광 또는 경화 작업시에 점광원에 비하여 가격이 저렴한 롱 아크 UV 램프를 이용하여 조도의 균일성을 구현하고 생산 원가를 낮추면서 생산성을 향상시킬 수 있는 롱 아크 UV 램프를 이용한 노광 및 경화 장치를 제시한다.
평판디스플레이, 롱 아크 UV 램프, 복합필터, LCD, PDP, 노광, 경화

Description

롱 아크 유브이 램프를 이용한 노광 및 경화 장치{exposure apparatus using long arc uv lamp}
본 발명은 평판 디스플레이 제품인 LCD 또는 PDP 등의 전면유리에 패턴을 형성하는 노광장치 및 경화제를 이용하여 평판 디스플레이의 표면을 경화시키는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대면적용 LCD 또는 PDP 등을 노광 또는 경화시킬 때 롱 아크 UV 램프를 이용함으로써 제품의 생산원가를 낮추고 생산성을 높일 뿐만 아니라 제품의 균일성을 향상시킬 수 있는 롱 아크 UV 램프를 이용한 노광 및 경화 장치에 관한 것이다.
현대는 영상화, 정보화 사회라고 불리고 있는 만큼 정보처리 시스템의 발전에 따라 많은 량의 정보를 디스플레이할 수 있는 대면적용 디스플레이 소자들이 개발되고 있는 실정이다. 그리고 최근 소비자의 요구가 설치공간을 작게 차지하면서 대형화면을 제공할 수 있는 디스플레이 소자로 바뀌면서, 상기와 같은 요구를 충족시킬 수 있는 유기 EL(electro luminescent), LCD(liquid crystal display) 및 PDP(plasma display panel) 등의 평판 디스플레이(flat panel display) 제품이 개발되어 상용화되고 있다.
상기와 같은 대면적 평판 디스플레이 소자들은 패턴 형성을 위해 포토 마스크를 이용한 대면적 노광장치가 필요로 하는데, 구체적으로는 점광원(short arc) 초고압 수은등을 이용한 타원집광경과 플라이 아이 렌즈(fly-eye lens) 및 집광 렌즈(condenser lens) 등을 이용하여 평판 디스플레이의 전면유리에 약 90% 이상의 조도로 자외선(특히, 365nm의 i선)을 조사하여 노광 작업을 실시하고 있다.
그러나, 위와 같은 종래의 노광장치는 고비용의 유지비가 필요할 뿐만 아니라 초고압 수은등(점광원)의 단수명으로 인해 교체비용이 많이 소요되고 또한 상기 초고압 수은등의 고가로 인해 생산원가를 낮추는데 한계가 있다.
종래기술의 문헌정보
[문헌 1] 등록실용신안공보 제20-0245077호(노광장치)
[문헌 2] 공개특허공보 제2001-0055188호(노광기용 조명 광학장치)
[문헌 3] 등록특허공보 제10-0360450호(수직형 노광장치의 마스크 정렬장치)
[문헌 4] 공개특허공보 제10-2005-0061231호(텔레센트릭 결상광학계를 이용한 디지털 노광장치)
[문헌 5] 공개특허공보 제10-2006-0090906호(노광기의 스테이지 구동장치)
[문헌 6] 공개특허공보 제10-2006-0122505호(노광장치)
본 발명은 점광원에 비하여 저렴한 롱 아크(long arc) UV 램프를 이용하여 대면적의 평판 디스플레이의 표면을 노광 및 경화시킬 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 대면적의 평판 디스플레이를 노광 및 경화 작업을 수행할 때 조도의 균일성(uniformity)을 유지하고 생산성을 높일 수 있는 롱 아크 UV 램프를 이용한 노광 및 경화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 평판 디스플레이의 전면유리에 포토 마스크를 이용한 노광 공정 또는 경화제를 이용한 경화 공정을 수행하기 위한 노광 및 경화 장치에 있어서, 적어도 한 개 이상의 롱 아크 UV 램프와, 상기 롱 아크 UV 램프가 설치되는 램프하우징과, 상기 램프하우징을 좌/우 방향으로 이동시키기 위한 이송축으로 구성되며, 상기 램프하우징에는 반사경과 복합필터가 설치되고, 상기 램프하우징의 아래쪽에는 상기 평판 디스플레이가 안착되기 위한 고정대가 설치됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 평판 디스플레이의 전면유리에 포토 마스크를 이용한 노광 공정 또는 경화제를 이용한 경화 공정을 수행하기 위한 노광 및 경화 장치에 있어서, 적어도 한 개 이상의 롱 아크 UV 램프와, 상기 롱 아크 UV 램프가 설치되는 램프하우징과, 상기 램프하우징을 고정 설치하기 위한 고정축으로 구성되며, 상기 램 프하우징에는 반사경과 복합필터가 설치되고, 상기 램프하우징의 아래쪽에는 상기 평판 디스플레이를 이송시키기 위한 이송대가 설치며, 상기 램프하우징의 아래쪽 양측으로는 반사판이 각각 설치됨을 특징으로 한다.
본 발명은 플라이 아이 렌즈와 집광 렌즈 및 여러 가지의 반사 미러(구면경, 평면경)가 필요하지 않게 되고, 쇼트 아크 램프(short arc lamp)에 비하여 저렴한 가격으로 램프를 사용할 수 있으며, 또한 상기의 구성품들을 사용하지 않으므로 인해 생산원가를 낮추고 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라 종래의 노광장치에 적용된 쇼트 아크 램프의 수명은 보통 500~1000시간이지만 본 발명에서 사용하고 있는 롱 아크 UV 램프의 경우는 800~2000시간 정도 사용할 수 있기 때문에 교체 비용을 절감할 수 있다.
특히, 쇼트 아크 램프를 채용한 종래의 노광장치는 통상 1m×1m 이내의 평판 디스플레이를 노광 또는 경화시킬 수 있는 반면에 롱 아크 UV 램프를 적용한 본 발명의 노광장치는 대면적(1m×1m 이상)의 평판 디스플레이를 노광 또는 경화시킬 수 장점이 있다.
또한, 본 발명은 롱 아크 UV 램프 하단에 복합필터를 설치하고 상기 UV 램프가 설치된 램프하우징을 좌/우 방향으로 작동시키거나 또는 평판 디스플레이를 이동시키면서 평판 디스플레이를 노광 및 경화 작업을 수행함으로써 조도의 균일성을 높이고 불량률을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
본 발명은 CRT를 대체하는 LCD 또는 PDP 등과 같은 대면적의 평판 디스플레이의 노광 또는 경화 작업시에 점광원에 비하여 가격이 저렴한 롱 아크 UV 램프를 이용하여 조도의 균일성을 구현하고 생산 원가를 낮추면서 생산성을 향상시킬 수 있는 롱 아크 UV 램프를 이용한 노광장치를 구현하고자 한다.
구체적으로는, 롱 아크 UV 램프가 장착되는 램프하우징을 대면적의 평판 디스플레이의 전면유리를 커버(cover)할 수 있는 수량만큼 장착하고, 일정범위 내에서 램프하우징을 좌/우 방향으로 흔들어 주거나 또는 스캔(scan)함으로써 점광원에 비하여 조도의 균일성이 떨어지는 문제점을 극복하고 이와 동시에 롱 아크 UV 램프의 길이방향으로의 조도 균일성은 복합필터(filter)를 이용하여 자외선 투과율을 가운데를 낮추고 끝부분으로 갈수록 투과율을 높이는 방식으로 유전체 코팅을 하여 사용함으로써 본 발명에서 구현하고자 하는 롱 아크 UV 램프를 이용한 노광장치를 달성할 수 있다.
즉, 본 발명의 롱 아크 UV 램프를 이용한 노광장치는 램프하우징을 좌/우 방향으로 흔들어 줌으로써 램프하우징 간에 존재하는 조도 차이를 줄일 수 있고, 또 한 롱 아크 UV 램프의 길이에 따른 조도 차이를 복합필터의 위치별로 투과율을 조정하여 램프 길이별 조도 차이를 최소화함으로써 전체적인 조도의 균일성을 평형광과 유사하게 가져갈 수 있는 노광장치이다. 이때 상기 노광장치는 정지 상태(즉, 평판 디스플레이 제품 또는 램프하우징의 이동이 없는 상태)에서도 유효하게 적용할 수 있으며, 조도의 균일성이 종래의 노광장치에 비해 월등히 향상된다.
또한, 본 발명은 위와 같이 램프하우징을 한 개 또는 여러 개 설치하면서 상기 램프하우징의 아래쪽에 반사판을 설치하여 램프하우징은 이동하지 않고 대면적의 평판 디스플레이 제품이 이동하면서 노광 작업 또는 경화 작업이 가능하도록 하는 장치를 구현할 수 있다. 이때 상기 반사판을 설치한 상태에서 평판 디스플레이 제품은 그대로 있고 램프하우징이 이동하면서 노광 작업 또는 경화 작업이 가능하도록 장치를 제작할 수도 있다.
한편, 본 발명은 LCD 또는 PDP 등의 대면적 평판 디스플레이의 노광 공정시에 적용되는 장치로서, 상기 노광장치는 평판 디스플레이의 경화 작업에도 동일하게 적용됨을 미리 밝혀두는 바이다. 즉, 상기 대면적의 평판 디스플레이를 경화제를 이용한 경화 작업시에 본 발명의 노광장치를 이용하게 되면 노광 작업시에 얻어지는 목적 및 효과를 구현할 수 있으며, 이는 종래에도 노광장치를 이용하여 LCD 또는 PDP 등의 평판 디스플레이를 경화시키는 작업을 진행하기 때문에 본 발명의 노광장치도 평판 디스플레이의 경화 작업시에 동일하게 적용할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 노광장치에 대해서 기술하였지만 본 발명의 권리범위가 상기 노광장치에 한정되어서는 아니 될 것이고 대면적의 평판 디스플레이의 노광 공정 또는 경화 공정에 모두 적용되는 것이 바람직할 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.
{실시예 1}
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 노광장치는 대면적의 평판 디스플레이의 전면유리(20)에 노광 공정을 수행하는 장치로서, 적어도 한 개 이상의 롱 아크 UV 램프(이하 "UV 램프(16)"라 함), 램프하우징(12), 복합필터(18), 이송축(10), 반사경(14)로 구성된다. 이때 상기 UV 램프(16)는 평판 디스플레이의 전면유리(20)(이하 "전면유리(20)"라 함)를 커버(cover)할 수 있는 개수만큼 설치되는 것이 바람직하고, 상기 UV 램프(16)의 개수에 따라 램프하우징(12)과 반사경(14) 및 복합필터(18)도 동일한 개수로 설치된다.
상기 UV 램프(16)는 램프하우징(12)에 설치되는데, 상기 램프하우징(12)은 위에서 언급한 것처럼 적어도 한 개 이상으로 구성되고 이들은 이송축(10)에 설치된다. 상기 이송축(10)은 램프하우징(12)을 좌/우 방향으로 이동시키는 역할을 하며, 이러한 동작에 따라 램프하우징(12) 간에 존재하는 조도 차이를 줄일 수 있고 또한 점광원에 비하여 조도의 균일성이 떨어지는 문제점을 극복할 수 있다. 이때 상기 이송축(10)의 상세구성은 통상적인 동력전달장치를 적용하면 되고, 예를 들어 모터, 기어, 벨트 등으로 구성된 통상의 구동장치를 사용한다.
상기 UV 램프(16)가 설치된 램프하우징(12)에는 반사경(14)이 설치되고, 상 기 반사경(14)은 UV 램프(16)에서 나오는 광원이 전면유리(20) 쪽으로 조사될 수 있도록 상기 광원을 반사시키는 역할을 한다. 또한 상기 반사경(14)에는 복합필터(18)가 설치되는데, 상기 복합필터(18)는 롱 아크 UV 램프(16)와 함께 본 발명의 주요구성 요소를 이루며, 상기 UV 램프(16)의 길이방향으로 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 복합필터(18)는 도 3a에 도시한 바와 같이 UV 램프(16)의 길이방향으로 투과율(A,B,C)을 다르게 형성하는데, 바람직하게는 UV 램프(16)에서 조사되는 광원의 투과율을 복합필터(18)의 중앙부분(A)은 낮추고 양측 끝부분(B,C)으로 갈수록 투과율을 높이는 방식으로 유전체 코팅을 하여 복합필터(18)를 제작한다. 예를 들면, 복합필터(18)의 중앙을 기점으로 하여 중앙부분(A)은 투과율을 50%로 하고 양측으로 갈수록 70%의 투과율(B)과 90%의 투과율(C)이 되도록 형성할 수 있다. 이와 같이 투과율을 다르게 복합필터(18)를 구성하게 되면, UV 램프(16)의 길이에 따른 조도 차이를 최소화하여 전체적인 조도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 UV 램프(16)에서 조사되는 광원은 중앙이 제일 강하고 양측으로 갈수록 약하기 때문에 상기와 같이 복합필터(18)의 투과율을 조정하게 되면 균일한 조도를 구현할 수 있는 것이다.
그리고 전술한 복합필터(18)는 도 3b에 도시한 바와 같이 길이방향의 중앙지점에도 투과율(D)을 조정할 수 있도록 유전체 코팅 또는 복합필터용 밴드(band)를 할 수 있는데, 바람직하게는 UV 램프(16)의 길이방향 가운데 부분에서 조사되는 광원이 제일 강하기 때문에 이 지점의 투과율을 떨어뜨리기 위하여 복합필터(18)의 가운데 부분에 투과율(D)을 다르게 형성함으로써 UV 램프(16)의 전체적인 조도를 균일하게 맞출 수 있다.
끝으로, 전술한 램프하우징(12)의 아래쪽에는 고정대(22)가 설치되는데, 상기 고정대(22)에는 대면적의 평판 플레이트 전면유리(20)가 안착되고, 상기 램프하우징(12)의 좌/우 이동에 따라 상기 전면유리(20)에는 패턴이 형성되는, 즉 노광 작업이 수행된다.
{실시예 2}
도 4와 도 5에서 도시하고 있는 본 발명의 노광장치는 한 개의 롱 아크 UV 램프(56), 상기 UV 램프(56)가 설치된 램프하우징(52), 상기 램프하우징(52)을 고정 설치하기 위한 고정축(50), 그리고 상기 램프하우징(52)에 설치된 반사경(54)과, 상기 반사경(54)에 설치되어 전술한 복합필터(18)와 동일한 기능을 수행하는 복합필터(58)로 구성되며, 이러한 기술적 구성은 위에서 언급한 실시예 1의 노광장치와 동일한 구성임을 알 수 있다. 단지, 상기 UV 램프(16,56)와 램프하우징(12,52)의 개수에 차이가 있고, 실시예 1에서는 램프하우징(12)이 좌/우 방향으로 이동하지만 실시예 2에서는 램프하우징(52)은 고정되어 있고 평판 디스플레이 전면유리(62)가 놓여지는 이송대(64)가 화살표(←) 방향으로 이동하면서 노광 작업이 이루어진다는 점에서 차이가 있다.
한편, 상기 복합필터(58)는 전술한 실시예 1에서 제시한 복합필터(18)와 동일한 구성 및 역할을 수행하는데, 바람직하게는 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이 조도의 균일성을 향상시키기 위하여 복합필터(58)의 표면을 투과율(A,B,C,D)이 다르게 유전체 코팅 처리를 하였다.
그리고, 실시예 2에서 제시하고 있는 노광장치는 램프하우징(52)의 아래쪽 양측으로 반사판(60a,60b)을 설치하는데, 이는 UV 램프(56)에서 조사되는 광원이 확산되는 것을 방지하기 위한 것이다. 즉, 상기 반사판(60a,60b)은 UV 램프(56)의 광원이 사방으로 퍼지지 않고 아래쪽으로만 조사되도록 하는 칸막이 역할을 하는데, 이러한 기능으로 인해 평판 디스플레이의 전면유리(62)가 이송대(64)를 타고 화살표(←) 방향으로 이동하면서 노광 작업이 이루어질 때 UV 램프(56)가 위치한 지점에서만 노광 작업이 이루어지고 이 지점을 통과하기 전이나 통과한 후에는 노광 작업이 이루어지지 않도록 하여 전체적으로 균일한 조도를 형성할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 롱 아크 UV 램프가 설치된 램프하우징을 좌/우 방향으로 이동하면서 LCD 또는 PDP의 전면유리를 경화 및 노광시키는 장치의 구성을 보여주고 있는 정면도.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 노광 및 경화 장치의 구성을 나타낸 측면도.
도 3a 및 도 3b는 도 1에서 도시하고 있는 복합필터의 투과율을 보여주고 있는 각각의 개략도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LCD 또는 PDP가 놓여진 이송대를 좌/우 방향으로 이동하면서 롱 아크 UV 램프로 전면유리를 경화 및 노광시키는 장치의 구성을 보여주고 있는 정면도.
도 5는 도 4에서 도시하고 있는 노광 및 경화 장치의 구성을 나타낸 측면도.
도 6a 및 도 6b는 도 4에서 도시하고 있는 복합필터의 투과율을 보여주고 있는 각각의 개략도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 이송축 12, 52: 램프하우징
14, 54: 반사경 16, 56: UV 램프
18, 58: 복합필터 20, 62: 전면유리
22: 고정대 50: 고정축
60a, 60b: 반사판 64: 이송대
A, B, C, D: 복합필터의 투과율

Claims (4)

  1. 평판 디스플레이의 전면유리에 포토 마스크를 이용한 노광 공정 또는 경화제를 이용한 경화 공정을 수행하기 위한 노광 및 경화 장치에 있어서,
    적어도 한 개 이상의 롱 아크 UV 램프와, 상기 롱 아크 UV 램프가 설치되는 램프하우징과, 상기 램프하우징을 좌/우 방향으로 이동시키기 위한 이송축으로 구성되며;
    상기 램프하우징에는 반사경과 복합필터가 설치되고, 상기 램프하우징의 아래쪽에는 상기 평판 디스플레이가 안착되기 위한 고정대가 설치됨을 특징으로 하는 롱 아크 UV 램프를 이용한 노광 및 경화 장치.
  2. 평판 디스플레이의 전면유리에 포토 마스크를 이용한 노광 공정 또는 경화제를 이용한 경화 공정을 수행하기 위한 노광 및 경화 장치에 있어서,
    적어도 한 개 이상의 롱 아크 UV 램프와, 상기 롱 아크 UV 램프가 설치되는 램프하우징과, 상기 램프하우징을 고정 설치하기 위한 고정축으로 구성되며;
    상기 램프하우징에는 반사경과 복합필터가 설치되고, 상기 램프하우징의 아래쪽에는 상기 평판 디스플레이를 이송시키기 위한 이송대가 설치며, 상기 램프하우징의 아래쪽 양측으로는 반사판이 각각 설치됨을 특징으로 하는 롱 아크 UV 램프를 이용한 노광 및 경화 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복합필터는 상기 롱 아크 UV 램프에서 조사되는 광원의 투과율을 위치별로 조절할 수 있도록 단계별로 유전체 코팅 처리함을 특징으로 하는 롱 아크 UV 램프를 이용한 노광 및 경화 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복합필터는 상기 롱 아크 UV 램프의 길이방향에 따른 조도의 차이를 줄이기 위하여 가운데 부분에 투과율을 조절할 수 있도록 유전체 코팅 또는 필터용 밴드 처리함을 특징으로 하는 롱 아크 UV 램프를 이용한 노광 및 경화 장치.
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