KR20110007746U

KR20110007746U - 패널 도전박막의 음향광학변조커브 제조공정에 사용되는 레이저 장치

Info

Publication number: KR20110007746U
Application number: KR2020100009191U
Authority: KR
Inventors: 춘-하오 리
Original assignee: 샤인온 레이저 코., 엘티디.
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2011-08-03

Abstract

본 고안은 일종의 패널 도전박막의 음향광학변조커브 제조공정에 사용되는 레이저 장치로 하나의 도전막을 가진 패널의 가공에 사용되며 레이저장치는 레이저모듈, 리니어모터와 선형작업대를 포함한다. 레이저모듈은 레이저광원, 모니터링유닛, 대위시각유닛과 빔 작동유닛을 포함하며 레이저광원은 제1레이저빔을 발생하고 모니터링유닛은 제1레이저빔을 교정한 후 제2레이저빔을 출력하고 대위시각유닛은 제2레이저빔이 출력되는 위치를 관측, 위치고정을 보조하는데 사용되며 빔 작동유닛이 수신하고 음향광학변조방식으로 제2레이저빔의 각도를 제어하고 패널을 삭마하는 도전필름을 이용하여 커브를 형성한다. 리니어모터는 패널표면과 수직인 Z축 방향으로 레이저모듈의 위치를 조정하고 선형작업대는 도전필름 표면과 평행하는 X축 방향으로 패널을 이동한다.

Description

패널 도전박막의 음향광학변조커브 제조공정에 사용되는 레이저 장치{Laser system for process of forming acoustic-optic modulation curve of panel conductive film}

본 고안은 일종의 레이저 장치, 특히 패널 도전박막의 음향광학변조커브 제조공정에 사용되는 레이저 장치에 관한 것이다.

광전자공업의 발전으로 LCD스크린과 터치패널은 ATM, LCD TV, PDA, 휴대폰 등 이미 생활에서 광범위하게 사용되고 있으며 그 중 투명도전박막은 중요한 부품으로 ITO(산화인듐)은 현재 주로 투명박막의 자재로 사용되며 투명성과 도전성을 가지고 있어 ITO를 투명유리나 경성플라스틱에 입혀서 부도전체인 유리나 경성플라스틱이 도전성을 갖게 하며 인듐은 보유량이 부족하고 가격이 비싸 알루미늄옥사이드(AZO)와 아연갈륨산화물(GZO)등 현재 대체자재가 부각되고 있지만 그 투명성과 저항값이 모두 ITO보다 떨어져 업계에서는 여전히 ITO를 투명도전자재로 사용하고 있다.

도1에서 예시하고 있는 것은 기존의 저항식 터치패널의 예시도이다. 상층 PET(폴리에틸렌）박막(a12)와 하층 유리(a14)는 모두 ITO(a16)을 도포하고 각각 X축과 Y축의 도선을 새겨 두 개의 부도전자재가 도전성을 가지게 하고 상하 양 층 사이는 균일하게 분포하는 포인트 서브 갭(a18)으로 분리되고 펜이나 손가락으로 터치패널(a10)을 접촉할 때 상하 양 층의 X축 ITO(a16)와 Y축 ITO(a16)를 접촉하여 단락되어 전압변화를 형성하여 이를 통해 터치위치를 감지하게 된다.

LCD 스크린은 상하 ITO 도전유리를 이용하여 LCD 박스, ITO 도전유리의 ITO식각은 설계된 도안의 전극을 거쳐 전극에 대해 전압을 가하여 LCD 박스 안의 액정의 배열순서를 바꾸는 방식을 통해 액정의 빛에 대한 반사에 변화를 발생시켜 상응하는 영상을 형성하게 된다.

터치패널과 LCD 스크린은 필요한 도안이나 회로를 위해 ITO를 식각해야 하며 ITO 식각공정은 전통적으로 리소그래피 습식공정을 채택하고 있지만 그 단점으로는 설비가 비싸고 절차가 복잡하고 발생된 화학폐기물을 처리해야 하는 단점이 있다. 그래서 레이저 식각의 건식공정방식으로 ITO를 식각하는데 자주 사용하는 방식으로는 3가지 종류가 있다. 첫 번째 방법은 여러 개 또는 진열식 스캐닝검류계를 사용하고 각 레이저광원을 함께 사용하는 한편 ITO 박막에 대해 레이저마킹을 하고 일부 ITO를 제거하여 필요한 커브회로를 얻는 것으로 이 방법은 빠르기는 하지만 원가가 높고 검류계가 큰 면적으로 스캐닝을 하기 때문에 커브연결이 부정확하여 커브가 중첩되는 문제를 야기한다. 두 번째 방법은 단일 레이저광원과 스캐닝 검류계를 사용하여 매트릭스 스캐닝마킹을 하는 것인데 속도가 느려 양산요구를 만족할 수 없다. 세 번째 방법은 XY 작업대와 집광모듈을 함께 사용하여 커브마킹을 하는 것으로 연결오차는 없으나 마킹의 커브변화가 세밀하고 작업대 구조 상의 운동제어는 속도 불안정이나 속도가 느린 문제를 야기한다.

본 고안은 패널 도전박막의 음향광학변조의 신속한 커브제조공정에 사용되는 레이저장치를 제공한다.

본 고안이 제시하는 레이저 장치는 레이저모듈, 리니어모터와 선형작업대를 포함한다. 레이저모듈은 레이저광원, 모니터링유닛, 대위시각유닛과 빔 작동유닛을 포함하며, 레이저광원은 제1레이저빔을 발생하고, 모니터링유닛은 제1레이저빔을 교정한 후 제2레이저빔을 출력하고 대위시각유닛은 제2레이저빔이 출력되는 위치를 관측, 위치고정을 보조하고 빔 작동유닛이 수신하고 음향광학변조방식으로 제2레이저빔의 각도를 제어하고 패널을 삭마하는 도전필름을 이용하여 커브를 형성한다. 리니어모터는 패널표면과 수직인 Z축 방향으로 레이저모듈의 위치를 조정하고 제2레이저빔이 도전필름상에 정확하게 집광되도록 제어한다. 선형작업대는 도전필름 표면과 평행하는 X축 방향으로 패널을 이동시켜 그 나머지 커브 도안공정을 완성한다.

본 고안의 레이저 장치는 음향광으로 레이저광의 각도를 빠르게 제어하여 소리의 속도와 근접하는 이동속도로 패널을 빠르게 가공할 수 있으며 마킹되는 커브에 연결오차를 발생시키지 않는다.

도1은 기존 터치패널의 예시도.
도2는 본 고안의 예시도.
도3은 패널 커브마킹 예시도.

이하 첨부한 도면과 결부하여 본 고안의 최적의 실시예 및 그 효과를 상세히 설명하고자 한다.

다음은 본 고안의 구체적인 실시예로 본 고안의 내용을 상세히 설명하고 있다. 설명에서 제시한 기호는 주요 기호에 관한 간단한 설명을 참고한다.

도2에서 예시하고 있는 것은 본 고안의 예시도이다. 본 고안에서 제시하는 레이저장치는 레이저모듈(20), 리니어모터(30), 선형작업대(40)를 포함하며 기판(52)과 도전필름(54)의 패널(50)를 가공하는데 사용한다. 본 실시예에서 기판(52)은 유리 또는 PET(폴리에틸렌）등 투명자재로 도전필름(54)의 자재는 ITO(산화인듐）, 패널(50)은 XY 평면과 평행하게 레이저모듈(20) 아래에 놓여진다.

레이저모듈(20)은 레이저광원(22), 모니터링유닛(24), 대위시각유닛(26)과 빔 작동유닛(28)을 포함하며 레이저광원(22)은 제1레이저빔(60)을 발생하고 모니터링유닛(24)은 제1레이저빔(60)을 교정한 후 제2레이저빔(61)을 출력하고 대위시각유닛(26)은 제2레이저빔(61)을 수신하고 제2레이저빔(61)이 출력되는 위치를 관측, 위치고정을 보조하고 빔 작동유닛(28)은 대위시각유닛(26)을 거친 제2레이저빔(61)을 수신하고 제2레이저빔(61)의 각도를 제어하고 패널(50)의 도전필름(54)이 원하는 도안을 삭마한다. 리니어모터(30)는 레이저모듈(20)에 연결되어 XY 평면과 수직인 Z축 방향으로 레이저모듈(20)의 위치를 조정하여 제2레이저빔(61)이 도전필름(54)상에 집광하도록 제어할 수 있게 된다.

여기서 모니터링유닛(24) 외곽에는 하나의 차폐커버(32)로 덮여 있어 레이저나 기타 방사성이 외부로 누출되어 인체에 상해를 입히는 것을 방지한다. 레이저광원(22)이 발생하는 제1레이저빔(60)은 실제 355nm 파장의 자외선 레이저이다.

모니터링유닛(24)은 레이저 셔터(241), 제1분광기(242), 분광계(243), 레이저출력감쇄기(244), 제2분광기(245), 광출력계(246), 제1광분배기(247), 빔 성형기(248), 평행시준 빔 확대기(249), 제2광분배기(250), 제3분광기(251), 제3광분배기(252)와 빔 윤곽분석기(253)를 포함한다. 레이저셔터(241)는 제1레이저빔(60)을 수신하고 제1레이저빔(60)이 전원개폐 시, 레이저셔터(241)에서 제1분광기(242)를 거쳐 제1분광기(242)는 제1레이저빔(60)을 90도 각도로 편이한 제1반사빔(62)와 원래 진행방향과 동일한 제1가로방향편이빔(63)을 분광한다. 분광기(243)는 제1가로방향편이빔(63)을 수신하고 그 스펙트럼을 분석하고 레이저출력감쇄기(244)는 제1반사빔(62)을 수신하고 제2분광기(245)로 출력하고 제2분광기(245)는 제1반사빔(62)을 90도 각도 편이한 제2반사빔(64)와 원래 진행방향과 동일한 제2가로방향편이빔(65)을 분광한다. 광출력계(246)는 제2반사빔(64)를 수신하고 그 출력을 분석하고 제1광분배기(47)는 제2가로방향편이빔(65)을 수신하고, 이를 90도로 빔 성형기(248)로 이동하고 빔 성형기(248)는 제2가로방향편이빔(65)을 수신하고 제2가로방향편이빔(65)의 가우스 분포를 평정식(top-flat）에너지분포로 전환하고 출력하는데 사용된다. 평행시준 빔 확대기(249)는 빔 성형기(248)를 거친 제2가로방향편이빔(65)를 수신하고 그 진행방향과 직경을 교정한 후 제2광분배기(250)로 출력하고 제2광분배기(250)는 제2가로방향편이빔(65)을 90도로 제3분광기(251)로 위치이동하고 제3분광기(251)는 제2가로방향편이빔(65)를 90도 각도 편이한 제2레이저빔(61)과 원래 진행방향과 동일한 제3가로방향편이빔(66)을 분광한다. 제3광분배기(252)는 제3가로방향편이빔(66)을 수신하고 90도로 빔 윤곽분석기(253)로 위치이동하고 빔 윤곽분석기(253)는 제3가로방향편이빔(66)의 빛 형태를 분석하는데 사용되고 즉각적인 광 파라미터 상하한선을 제공하여 품질관리에 이용하며 광 파라미터가 범위를 초과할 경우 경고를 내보내서 출력광의 품질을 관리, 감독하고 레이저가공에 대해 설정한 파라미터에 대해 기록과 수정경고 신호를 내보낸다.

도3에서 예시한 바와 같이 빔 작동유닛(28)은 음향광학스위치(282)와 선형 집광기(284)，음향광학스위치(282)를 포함하여 소리속도와 유사한 속도로 모니터링유닛(24)이 출력하는 제2레이저빔(61)의 회전범위(56)안의 각도를 제어하고 선형 집광기(284)는 제2레이저빔(61)에서 패널(50)까지 집광하는데 사용되고 도전필름(54)에 집광되는 에너지를 높여서 제2레이저빔(61)을 이동하여 도전필름(54)을 삭각하여 하나의 커브도안(58)을 형성하게 된다. 도면에서 예시한 커브도안(58)은 예에 불과하며 이에 국한되지는 않는다. 여기서 선형집광기는 에프세터렌즈(f-theta lens)이다.

선형작업대(40)는 패널(50)을 로딩하여 X축 방향으로 패널(50)을 이동하고 기타 커브를 계속해서 삭마하여 전체 패널의 커브회로공정을 완성한다.

본 고안에서 설명한 실시예는 음향광학스위치(282)로 레이저광이 회전범위(56)안의 각도를 빠른 운동을 실현하는데 그 속도는 소리의 속도에 근접하며 선형작업대(40)과 함께 X축 방향으로 패널(50)을 이동시켜 전체 패널의 커브회로공정을 완성하며 확실히 기존의 리소그래피 습식공정을 대체할 수 있으며 현재 레이저 건식공정의 단점을 극복하여 ITO 막이나 ITO 패널의 커브회로 도안의 제작에 사용되어 업계 내 제조공정에 적용된다.

본 고안의 기술내용은 최적의 실시예를 제시하고 있으나 본 고안을 국한하지 않으며 본 고안의 의도에 벗어나지 않는 수정이나 윤색은 모두 본 고안의 범위 내에 포함되며 본 고안의 특허청구범위는 첨부한 특허청구범위에서 정의한 내용을 기준으로 한다.

a10：터치패널 a12：PET박막 a14：유리
a16：ITO a18：서브 갭 20：레이저모듈
22：레이저광원 24：모니터링유닛 241：레이저 셔터
242：제1분광기 243：분광계 244：레이저출력감쇄기
245：제2분광기 246：광출력계 247：제1광분배기
248：빔 성형기 249：평행시준 빔 확대기
250：제2광분배기 251：제3분광기 252：제3광분배기
253：빔 윤곽분석기 26：대위시각유닛 28：빔 작동유닛
282：음향광학스위치 284：선형 집광기 30：리니어 모터
32：차폐커버 40：선형작업대 50：패널
52：기판 54：도전막 56：회전범위
58：커브도안 60：제1레이저빔 61：제2 레이저빔
62：제1반사빔 63：제1가로방향편이빔 64：제2반사빔
65：제2가로방향편이빔 66：제3가로방향편이빔

Claims

패널을 가공하는데 사용되며 상기 패널은 도전필름과 기판을 포함하는 레이저장치는,
제1레이저빔을 발생하는 레이저광원;
상기 제1레이저빔을 수신하고 교정한 후 제2레이저빔으로 출력하는 모니터링유닛;
상기 모니터링유닛이 출력한 상기 제2레이저빔을 수신하고 제3레이저빔이 출력되는 위치를 관측하고 위치고정을 보조하는 대위시각유닛;
상기 대위시각유닛을 거친 제2레이저빔을 수신하고 음향광학변조방식으로 상기 제2레이저빔의 각도를 제어하고 상기 패널의 도전막을 삭각하고 커브를 형성하는 빔 작동유닛;
상기 레이저모듈에 연결되고 상기 패널의 표면과 수직인 Z축 방향으로 상기 레이저모듈의 위치를 조정하는 리니어모터;
도전필름 표면과 평행하는 X축 방향으로 상기 패널을 이동시키는 선형플랫폼을 포함하는 레이저 장치.
청구항1에 있어서, 상기 레이저모듈은 한 층의 차폐커버를 포함하여 상기 모니터링유닛을 둘러싸는 레이저 장치.
청구항1에 있어서, 상기 레이저광원이 발생하는 상기 제1레이저빔은 355nm 파장 자외선 레이저인 레이저 장치.
청구항1에 있어서, 상기 패널의 도전막의 자재가 ITO(산화인듐)인 레이저 장치.
청구항1에 있어서, 상기 패널의 기판의 재질이 유리인 레이저 장치.
청구항1에 있어서, 상기 패널의 기판의 자재가 PET(폴리에틸렌)인 레이저 장치.
청구항1에 있어서, 상기 모니터링유닛은,
제1레이저빔을 수신하고 상기 제1레이저빔을 전원개폐 시, 통과하는 레이저셔터;
상기 레이저셔터의 상기 제1레이저빔을 90도 편이한 제1반사빔과 원래 진행방향과 동일한 하나의 제1가로방향편이빔을 분광, 통과하는 제1분광기;
상기 제1가로방향편이빔을 수신하고 상기 제1레이저빔의 스팩트럼을 분석하는 분광기;
상기 제1반사빔을 수신하고 상기 제1반사빔의 출력을 제어하는 레이저출력감쇄기;
상기 레이저출력감쇄기의 제1반사빔을 90도 편이한 제2반사빔과 원래 진행방향과 동일한 제2가로방향편이빔을 분광, 통과하는 제1분광기;
상기 제2반사빔을 수신하고 상기 제2반사빔의 출력을 분석하는 출력계;
상기 제2가로방향편이빔을 90도 위치이동하는 제1광분배기;
상기 제1광분배기를 거쳐 90도 위치이동한 상기 제2가로방향편이빔을 수신하고 상기 제2가로방향편이빔의 가우스분포를 평정식(top-flat）에너지분포로 전환하는 빔 성형기;
상기 빔 성형기를 거친 상기 제2가로방향편이빔을 수신하고 상기 제2가로방향편이빔 진행방향과 상기 제2가로방향편이빔의 직경을 교정하는 평행시준 빔 확대기;
상기 평행시준 빔 확대기를 거친 상기 제2가로방향빔을 위치이동하는 제2광분배기;
제3광분배기의 상기 제2가로방향편이빔을 90도 각도 편이한 상기 제2레이저빔과 원래 진행방향과 동일한 제3가로방향편이빔을 분광, 통과하는 제3분광기;
상기 제3가로방향편이빔을 90도 위치이동하는 제3광분배기;
상기 제3광분배기를 90도 위치이동한 상기 제3가로방향편이빔을 수신하고 ㅅ상기 제3가로방향편이빔을 분석하고 광 파라미터가 미리 설정된 범위를 초과할 경우 경고를 내보내는 빔 윤곽분석기를 포함하는 레이저 장치.
청구항1에 있어서, 상기 빔 작동유닛은,
상기 대위시각유닛을 거친 싱기 제2레이저빔의 각도를 신속하게 제어하는 음향광학스위치;
상기 제2레이저광을 상기 패널로 집광하는 선형집광기를 포함하는 레이저 장치.
청구항8에 있어서, 상기 선형집광기가 에프세터렌즈(f-theta lens)인 레이저장치.