KR20120106289A - Ｕｖ광원을 이용한 노광기용 광학장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치에 관한 것으로서, 내부에 캐비티가 형성되며, 일측에 상기 캐비티보다 작은 폭을 갖는 출사구가 형성된 본체와, 상기 본체의 내면 일측에 설치되는 적어도 하나 이상의 UV광원 및 상기 본체의 내면에 코팅되어 상기 UV광원으로부터 출사된 광이 반사되도록 하고, 반사된 광이 상기 캐비티 내부에서 증폭되도록 하는 반사수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, UV광원으로부터 출사된 광이 본체 내부에서 전반사되어 광량이 증폭되고, 증폭된 광이 본체의 광집속공간보다 작은 크기를 갖는 출사구를 통해 출사되도록 함으로써 광출력을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 이에 따라 작업시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

ＵＶ광원을 이용한 노광기용 광학장치{Optical apparatus for exposure using UV light source}
본 발명은 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광출력을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 이에 따라 작업시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치에 관한 것이다.
자외선(Ultraviolet:UV)의 응용분야는 반도체 산업의 박막 경화공정이나 글래스 특성 개선공정등 전 산업분야에 걸쳐 다양하게 적용되어 사용되고 있다.
특히, 자외선(UV)으로 경화된 제품의 표면은 경도가 높고, 제품의 건조 및 경화속도가 1~2초 이내에서 순간경화가 이루어지므로 글래스 조립품(Glasss Assembly), LCD 스크린(Liquid CrystalDisplay Screen), PDP (Plasma Display Panel)등의 박막경화와, 제품접착 및 조립분야에서 주로 사용되고 있다.
이 중, LCD의 경화공정을 일 예로 들면, 일반적으로 LCD는 상부기판과 하부기판을 접착시키고, 상부기판과 하부기판사이에 아크릴계 또는 에폭시계 자외선경화수지 등의 미경화수지 모노머와 액정재료를 용해시킨 혼합조성물을 주입한 후 자외선을 조사(照射)하면 수지모노머가 중합하여 액정과 수지가 상분리(相分離)되는데. 그 결과, 고분자내에 액정이 분산한 구조 또는 액정내에 고분자가 네트워크형으로 퍼지는 구조의 것이 얻어진다.
이와 같이 자외선램프를 이용하여 본딩액으로 사용되는 자외선 경화수지를 경화시키면, 액정분자의 배향상태가 기판 계면에 평행으로 가까이 배열되어 상기 혼합조성물은 균일한 액정상(液晶相)을 나타내므로 광에 대한 산란성을 향상시킬 수 있다.
그러나 상술한 바와 같은 종래의 자외선램프를 이용한 노광장치는 자외선램프로부터 출사되는 광이 산란되어 광출력이 저하되고, 이에 따라 작업시간이 증대될 뿐 아니라 피가공대상이 광에 노출되는 시간이 증대되면서 광으로부터 발생되는 열로 인한 열변형을 초래하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 자외선램프를 이용한 노광장치는 조사거리, 입사각에 따라서 LCD, 즉 피가공대상물에 조사되는 광량이 일정영역별로 차이가 나기 때문에 경화의 강도가 불균일하여 제품의 불량률이 현저하게 상승하는 문제점 또한 발생되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 UV광원으로부터 출사된 광이 본체 내부에서 전반사되어 광량이 증폭되고, 증폭된 광이 본체의 광집속공간보다 작은 크기를 갖는 출사구를 통해 출사되도록 함으로써 광출력을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 이에 따라 작업시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 본체 중 출사구 부근에 광터널부를 구비하고, 광터널부의 선단에 광을 집광할 수 있는 집광렌즈를 구비함으로써 피가공대상물 상에 스폿광을 형성할 수 있도록 함으로써 광출력을 보다 향상시킬 수 있는 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 집광렌즈 일측에 집광렌즈를 통과하는 광 중 적외선 파장을 필터링하는 필터부재가 설치됨으로써 적외선으로 인한 피가공대상물의 열변형을 미연에 방지할 수 있는 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 피가공대상물을 경화시키거나 특성을 개선시키 위해 피가공대상물에 광을 조사하는 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치에 있어서, 내부에 캐비티가 형성되며, 일측에 상기 캐비티보다 작은 폭을 갖는 출사구가 형성된 본체와, 상기 본체의 내면 일측에 설치되는 적어도 하나 이상의 UV광원 및 상기 본체의 내면에 코팅되어 상기 UV광원으로부터 출사된 광이 반사되도록 하고, 반사된 광이 상기 캐비티 내부에서 증폭되도록 하는 반사수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치를 제공한다.
그리고, 중공이 형성되고, 일단부가 상기 출사구가 형성된 상기 본체 일측에 결합되어 상기 출사구와 상기 중공이 연통되는 광터널부 및 상기 광터널부의 타단부에 결합되고, 상기 광터널부를 통과하는 UV광을 집광하여 상기 피가공대상물에 스폿(SPOT)광이 형성되도록 하는 집광렌즈를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 집광렌즈의 일측에 설치되고, 상기 집광렌즈를 통과하는 UV광에 포함된 적외선(IR) 파장을 필터링하는 필터부재를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 UV광원과 전기적으로 연결되어 미리 입력된 펄스신호에 따라 상기 UV광원에 전원을 인가하는 펄스전원부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 UV광원은 제논와, 메탈할랄이드, VUV(Vacuum UV lamp) 및 UV LED 중 어느 하나가 선택적으로 사용될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, UV광원으로부터 출사된 광이 본체 내부에서 전반사되어 광량이 증폭되고, 증폭된 광이 본체의 광집속공간보다 작은 크기를 갖는 출사구를 통해 출사되도록 함으로써 광출력을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 이에 따라 작업시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본체 중 출사구 부근에 광터널부를 구비하고, 광터널부의 선단에 광을 집광할 수 있는 집광렌즈를 구비함으로써 피가공대상물 상에 스폿광을 형성할 수 있도록 함으로써 광출력을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 집광렌즈 일측에 집광렌즈를 통과하는 광 중 적외선 파장을 필터링하는 필터부재가 설치됨으로써 적외선으로 인한 피가공대상물의 열변형을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치의 단면도,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치의 동작을 개략적으로 도시한 도면,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 집광렌즈에 의해 스폿광이 형성되는 상태를 도시한 도면.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치의 단면도이다.
도1에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 UV광원(20)을 이용한 노광기용 광학장치(1)는 본체(10)와, UV광원(20)과, 반사수단(30)과, 광터널부(40)와, 집광렌즈(50)와, 필터부재(60) 및 펄스전원부(70)를 포함하여 구성된다.
본체(10)는 대략 직육면체형상으로 형성되고, 내부에 캐비티(11)가 형성되며, 일측에 UV광이 출사되는 출사구(12)가 형성되고, 후술하는 UV광원(20)으로부터 출사되는 UV광이 반사수단(30)에 의해 전반사되는 공간을 제공하는 역할을 한다.
그리고, 상기한 본체(10)는 출사구(12)의 폭(d)이 내부에 형성된 캐비티(11)의 폭(D)보다 작은 크기로 형성되는데, 캐비티의 폭(D)보다 출사구(12)의 폭(d)을 작게 형성하는 이유는 캐비티(11) 내에서 전반사되는 UV광의 광량, 즉 광발광부의 출력보다 출사구(12)의 크기가 상대적으로 작게 형성되도록 함으로써 광출력을 향상시킬 수 있도록 함과 아울러 산란된 광을 1차 집광할 수 있도록 하기 위함이다.
아울러, 본체(10)는 외면 중 UV광원(20)이 설치된 위치와 대응되는 일측에 방열수단(13)을 구비하여 UV광원(20)으로부터 발생되는 열을 방열하도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 방열수단(13)으로는 UV광원(20)으로부터 발생되는 열을 방열할 수 있는 구성이면 어느 것이든 적용이 가능하며, 볼텍스 튜브(Voltex tube)가 사용될 수 있다.
UV광원(20)은 본체(10)의 내면 일측에 적어도 하나 이상이 설치되고, 본체(10) 내부로 UV광을 출사하는 역할을 하는 것으로서, 제논과, 메탈할라이드, VUV(Vacum UV lamp) 및 UV LED 중 어느 하나가 선택적으로 사용될 수 있다.
상기한 UV광원(20)은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것임은 자명하므로 구체적인 구성설명은 생략하도록 한다.
반사수단(30)은 본체(10)의 내면에 코팅되어 UV광원(20)으로부터 출사되는 광을 전반사되도록 하여 광량이 증대되도록 하는 역할을 하는 것으로서, 금속재질과 같이 반사효율이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하며, UV　반사가 높은 Oxide , 은(Ag) 또는 이들을 다층으로 구성하여 사용될 수 있다.
광터널부(40)는 대략 직육면체 형상으로 형성되고, 중공(41)이 형성되며, 본체(10)의 출사구(12)와 중공(41)이 연통될 수 있도록 일단부가 본체(10)의 일측에 결합되어 출사구(12)를 통해 출사되는 UV광을 집광렌즈(50)로 안내하는 역할을 한다.
집광렌즈(50)는 광터널부(40)의 선단에 결합되고, 광터널부(40)로부터 안내된 UV광을 2차 집광하여 피가공대상물에 스폿(SPOT)광이 형성되도록 함으로써 광효율이 현저하게 향상되도록 하는 역할을 한다.
이와 같은 집광렌즈(50)는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것임이 자명한 것으로 구체적인 구성설명은 생략하도록 한다.
필터부재(60)는 집광렌즈(50)와 광터널부(40) 사이에 개재되고, 광터널부(40)를 통과하는 UV광에 포함된 적외선(IR)파장을 필터링하는 역할을 한다.
펄스전원부(70)는 UV광원(20)과 전기적으로 연결되어 미리 입력된 펄스신호에 따라 UV광으로 인가하는 전원을 단속함으로써 UV광원(20)으로부터 출력되는 광출력을 조절하는 역할을 한다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치의 동작을 개략적으로 도시한 도면이고, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 집광렌즈에 의해 스폿광이 형성되는 상태를 도시한 도면이다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 UV광원(20)을 이용한 노광기용 광학장치(1)의 동작을 첨부된 도2 및 도3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도2에서 보는 바와 같이 본체(10)의 내부에 설치된 다수의 UV광원(20)으로부터 출사된 광은 본체(10) 내면에 코팅된 반사수단(30)에 의해 전반사되면서 광량이 증대된다.
이와 같이 증대된 UV광은 출사구(12)를 통해 광터널부(40)로 이동되는데, 광의 전반사되는 공간이 캐비티(11)의 폭(D)보다 출사구(12)의 폭(d)이 작게 형성되면서 출사구(12)를 통해 광터널부(40)로 이동되는 광이 1차 집광된다.
광터널부(40)로 이동된 UV광은 광터널부(40)에 의해 집광렌즈(50) 방향으로 안내되고, 집광렌즈(50)와 광터널부(40) 사이에 개재된 필터부재(60)에 의해 UV광에 포함된 적외선이 필터링되며, 적외선(IR)이 필터링된 UV광은 도3에서 보는 바와 같이 집광렌즈(50)를 통과하면서 2차 집광되어 피가공대상물(G) 중 가공영역에 스폿(SPOT)광으로 형성된다.
또한, 펄스전원부(70)에서 미리 입력된 펄스신호에 따라 UV광원(20)에 전원을 간헐적으로 공급하도록 하여 UV광원(20)으로부터 광이 간헐적으로 출사되도록 한다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 UV광원(20)을 이용한 노광기용 광학장치(1)는 광출력이 현저하게 향상되어 피가공대상물(G)의 가공시간을 단축시킬 수 있을 뿐 아니라 UV광에 포함된 적외선을 필터링하고, 펄스전원부(70)에서 UV광의 광출력을 조절하여 피가공대상물(G)의 열변형을 미연에 방지할 수 있는 특징이 있다.
아울러, 본 발명의 일실시예에 따른 UV광원(20)을 이용한 노광기용 광학장치(1)는 피가공대상물(G)을 가공함에 있어서, 열처리가 요구되는 경우 본체(10) 일측에 적외선램프(IR LAMP), 아크램프(ARC LAMP) 및 레이저 중 어느 하나가 선택적으로 결합되어 사용될 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
1 : UV광원을 이용한 노광기용 광학장치
10 : 본체 11 : 캐비티
12 : 출사구 13 : 방열수단
20 : UV광원 30 : 반사수단
40 : 광터널부 41 : 중공
50 : 집광렌즈 60 : 필터부재
70 : 펄스전원부

Claims (5)

  1. 피가공대상물의 특성을 개선시키거나 피가공대상물에 형성된 박막을 경화시키기 위해 피가공대상물에 광을 조사하는 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치에 있어서,
    내부에 캐비티가 형성되며, 일측에 상기 캐비티보다 작은 폭을 갖는 출사구가 형성된 본체와;
    상기 본체의 내면 일측에 설치되는 적어도 하나 이상의 UV광원; 및
    상기 본체의 내면에 코팅되어 상기 UV광원으로부터 출사된 광이 반사되도록 하고, 반사된 광이 상기 캐비티 내부에서 증폭되도록 하는 반사수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치.
  2. 제1항에 있어서,
    중공이 형성되고, 일단부가 상기 출사구가 형성된 상기 본체 일측에 결합되어 상기 출사구와 상기 중공이 연통되는 광터널부; 및
    상기 광터널부의 타단부에 결합되고, 상기 광터널부를 통과하는 UV광을 집광하여 상기 피가공대상물에 스폿(SPOT)광이 형성되도록 하는 집광렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 집광렌즈의 일측에 설치되고, 상기 집광렌즈를 통과하는 UV광에 포함된 적외선(IR) 파장을 필터링하는 필터부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 UV광원과 전기적으로 연결되어 미리 입력된 펄스신호에 따라 상기 UV광원에 전원을 인가하는 펄스전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 UV광원은 제논와, 메탈할랄이드, VUV(Vacuum UV lamp) 및 UV LED 중 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 하는 UV광원을 이용한 노광기용 광학장치.
KR1020110024315A 2011-03-18 2011-03-18 Ｕｖ광원을 이용한 노광기용 광학장치 KR20120106289A (ko)

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KR1020110024315A KR20120106289A (ko) 2011-03-18 2011-03-18 Ｕｖ광원을 이용한 노광기용 광학장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101650935B1 (ko) * 2015-12-11 2016-09-05 (주)세명백트론 광원의 직렬증폭 및 믹싱형 광학장치
KR20180058982A (ko) * 2016-11-25 2018-06-04 유니램 주식회사 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치
KR20200048500A (ko) * 2018-10-30 2020-05-08 주식회사 에이아이오코리아 Uv led 광원을 이용한 노광장치

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KR101650935B1 (ko) * 2015-12-11 2016-09-05 (주)세명백트론 광원의 직렬증폭 및 믹싱형 광학장치
KR20180058982A (ko) * 2016-11-25 2018-06-04 유니램 주식회사 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치
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