KR100806810B1 - 노광기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라스틱 기판을 패터닝시키기 위한 노광기에 관한 것으로서, 본 발명의 노광기는 자외선 광을 출사하여 플라스틱 기판 상에 도포된 포토 레지스트를 감광시키기 위한 광원과, 상기 광원에서 출사된 자외선 광을 일방향으로 조사시키기 위한 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 광으로 상기 포토 레지스트를 실루엣 패턴하기 위한 마스크와, 상기 마스크를 통과한 광의 경로를 변경하고 상기 플라스틱 기판 상에 초점을 맞추기 위한 광학계와, 상기 플라스틱 기판을 지지하고 상기 마스크의 이동에 따라 상기 플라스틱 기판을 평탄하게 이동시키기 위한 롤러로 구성되기 때문에 플라스틱 액정표시소자의 노광공정을 용이하게 할 수 있다.
플라스틱 액정표시소자, 노광기

Description

노광기{A Mask Aligner}
도 1은 종래 기술에 따른 노광기의 개략적인 단면도.
도 2는 플라스틱 기판 적용시의 문제점을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 노광기의 개략적인 단면도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
400 : 광원 410 : 슬릿
420 : 마스크 430 : 플라스틱 기판
440 : 롤러 441,442 : 보조 롤러
450 : 광학계 451,452,453 : 반사경
454 : 오목렌즈
본 발명은 노광기에 관한 것으로서, 탄력성이 있는 플라스틱 기판을 패터닝시키기 위한 노광기에 관한 것이다.
근래에 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electroluminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 디스플레이 장치가 연구되고 있으나, 그 중에서도 액정표시소자(LCD)는 여러 가지 단점에도 불구하고 화질이 우수하고 소비전력이 작아 가장 실용화되고 있다.
상기 액정표시소자는 소정간격을 두고 서로 대향되어 있는 하부기판과 상부기판, 및 상기 양 기판사이에 형성된 액정층으로 구성되어 있는데, 상기 상부기판에는 블랙 매트릭스(Black Matrix)층 및 칼라 필터(Color Filter)층이 형성되어 있고, 상기 하부기판에는 일정한 간격으로 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트 라인(Gate Line) 및 데이터 라인(Data Line), 및 상기 화소영역에 형성되어 있는 화소 전극과 박막트랜지스터(Thin Flim Transistor)가 형성되어 있다.
이와 같은 상기 액정표시소자의 기판은 일반적으로 제조의 편의성과 생산설비의 저변화 때문에 유리가 이용되나, 제조에 따른 어려움에도 불구하고 경량화와 내구성 및 저비용을 위해 플라스틱의 이용이 요구된다.
한편, 이러한 액정표시소자 제조공정은 기판 제조공정, 셀(Cell) 제조공정 및 모듈(Module) 공정의 세 가지 공정으로 나눌 수 있다.
먼저, 기판 제조공정은 세정된 유리 기판을 사용하여 각각 박막트랜지스터 제조공정과 칼라필터 제조 공정으로 나눈다. 여기서, 상기 박막트랜지스터 제조공정은 제 1 기판 상에 복수의 박막트랜지스터와 화소전극을 제조하는 공정을 말하는 것이며, 칼라필터 제조공정은 차광막이 형성된 제 2 기판 상에 염료나 안료를 사용하여 적색(Red). 녹색(Green). 청색(Blue) 색상의 칼라필터층을 형성한 후 공통전극을 형성하는 공정을 일컫는다.
또한, 셀 공정은 박막트랜지스터 공정이 완료된 상기 제 1 기판과 칼라필터 공정이 완료된 상기 제 2 기판의 두 기판 사이에 일정한 간격이 유지되도록 스페이서(Spacer)를 산포하여 합착하고 액정을 주입하여 셀을 제조하는 공정이며, 마지막으로 모듈 공정은 신호처리를 위한 회로부를 형성하고 박막트랜지스터 액정표시소자 패널과 신호처리 회로부를 연결시켜 모듈을 제조하는 공정이다.
여기서, 상기 기판 제조공정은 실리콘(Silicon) 반도체 제조공정과 유사하여 기판 상에 증착된 박막을 패터닝(Patterning)하기 위해 포토 레지스트(Photo Resist)도포, 노광(Exposing), 식각(Etching), 세정(Cleaning)과 같은 사진석판인쇄법(Photolithography)에 따른 일련의 공정으로 이루어지는 데, 대면적 고화소의 액정표시소자를 제조하기 위해 상기 노광 공정은 더욱 섬세하고 정교한 작업을 요한다.
이하, 종래 기술에 따른 노광기에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 노광기의 단면도이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 종래 기술의 노광기는 유리 기판 상에 도포된 포토 레지스트를 감광시키기 위해 자외선 광을 출사하는 광원(100)과, 상기 광원(100)에서 출사된 자외선 광을 일방향으로 선택 통과시키는 슬릿(110)과, 상기 슬릿(110)에서 출사된 광을 이용하여 실루엣(Silhouette) 패턴하기 위한 마스크(120)와, 상기 마스크(120)를 통과한 광의 경로를 변경하고 초점을 맞추기 위한 광학계(150)와, 유리기판(130)을 지지하고 고정하기 위한 스테이지(140)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 마스크(120)는 일방향으로 평면 이동하고, 상기 스테이지(140) 또한 상기 마스크(120)와 같은 방향으로 평면 이동함으로써 상기 유리 기판(130)의 단면 전체를 노광시킬 수 있다.
따라서, 종래 기술의 노광기는 상기 광원(100)으로부터 자외선 광을 출사하고 상기 광원(100)을 기준으로 상기 마스크(120)와 상기 스테이지(140)가 동시에 일방향으로 평면 이동함으로써 상기 마스크(120)의 형성된 패턴을 상기 유리 기판 (130)전체를 모두 노광시킬 수 있다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 노광기의 동작은 다음과 같다.
먼저, PR이 도포된 유리 기판(130)을 상기 스테이지(140) 상에 로딩시킨 후 고정시키고, 상기 광원(100)으로부터 자외선 광을 상기 슬릿(110)을 통하여 조사하고, 상기 슬릿(110)을 통하여 조사된 자외선 광은 복수개의 반사경으로 이루어진 상기 광학계(150)에 의해 경로가 바뀌어 상기 스테이지(140) 상의 상기 유리 기판(130)의 세로 면에 수직으로 초점이 맺힌다.
다음, 상기 자외선 광이 상기 유리 기판(130)의 세로 면에 수직으로 조사되고, 상기 마스크(120)와 상기 스테이지(140)가 동시에 동일방향으로 이동 속도가 같도록 이동시켜 마스크(120)에 형성된 패턴이 상기 유리 기판(130)에 1:1로 동일하게 스캐닝 되도록 한다.
여기서, 상기 유리 기판(130)은 상기 스테이지(140) 상에 평탄하게 놓일 수 있기 때문에 모터와 같은 구동수단에 의해 이동되는 상기 스테이지(140)에 고정되어 상기 마스크(120)와 같이 이동된다.
따라서, 종래 기술의 노광기는 광원으로부터 자외선을 고정적으로 조사하고, 상기 마스크(120)와 상기 스테이지(140)가 동시에 일방향으로 평행 이동시킴으로써 상기 마스크의 형성된 패턴을 상기 유리 기판(130) 전체를 모두 노광시킬 수 있다.
하지만, 이와 같은 종래 기술의 노광기는 상기 플라스틱 기판을 이용하여 액정표시소자를 제조할 경우 다음과 같은 문제점이 있다.
도 2는 플라스틱 기판을 이용한 종래 기술의 노광기의 문제점을 도시한 단면도로서, 박형의 플라스틱 기판(160)을 노광기의 스테이지(140)에 위치하여 노광을 시키고자할 경우 제조공정 상의 외력이나 열에 의해 상기 플라스틱 기판(160)이 변형되어 상기 스테이지(140) 상에 평탄하게 놓이지 못할 수 있다.
따라서, 종래 기술의 노광기는 상기 플라스틱 기판(160)이 상기 스테이지(140) 상에 평탄하게 놓이지 못함으로써 상기 마스크(도 1의 120)와 상기 플라스틱 기판(160)을 동시에 이동시키면서 노광할 수 없기 때문에 노광공정의 불량을 발생시킬 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 상기 플라스틱 기판을 평탄하게 이동시킬 수 있는 롤러를 구비하고 상기 롤러에 의해 이동되는 상기 플라스틱 기판 상에 초점이 맺히도록 할 수 있는 광학계를 구비한 노광기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 노광기는, 자외선 광을 출사하여 플라스틱 기판 상에 도포된 포토 레지스트를 감광시키기 위한 광원과, 상기 광원에서 출사된 자외선 광을 일방향으로 조사시키기 위한 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 광으로 상기 포토 레지스트를 실루엣 패턴하기 위한 마스크와, 상기 마스크를 통과한 광의 경로를 변경하고 상기 플라스틱 기판 상에 초점을 맞추기 위한 광학계와, 상기 플라스틱 기판을 지지하고 상기 마스크의 이동에 따라 상기 플라스틱 기판을 평탄하게 이동시키기 위한 롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 노광기는 상기 플라스틱 기판을 평탄하게 이동시킬 수 있는 롤러와, 상기 롤러에 의해 이동되는 상기 플라스틱 기판 상에 초점이 맺히도록 할 수 있는 광학계를 구비하기 때문에 플라스틱 액정표시소자 제조를 용이하게 할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 노광기의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 노광기의 개략적인 단면도이다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 노광기는 자외선 광을 출사하여 플라스틱 기판(430) 상에 도포된 포토 레지스트(도시하지 않음)를 감광시키기 위한 광원(400)과, 상기 광원(400)에서 출사된 상기 자외선 광을 일방향으로 조사시키기 위한 슬릿(410)과, 상기 슬릿(410)을 통하여 조사된 상기 자외선 광으로 상기 포토 레지스트를 실루엣 패턴하기 위한 마스크(420)와, 상기 마스크(420)를 통과한 광의 경로를 변경하고 상기 플라스틱 기판(430) 상에 초점을 맞추기 위한 광학계(450)와, 상기 플라스틱 기판(430)을 지지하고 상기 마스크(420)의 이동에 따라 상기 플라스틱 기판(430)을 이동시키기 위한 롤러(440)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 노광기는 평탄면(도시하지 않음) 상에 상기 플라스틱 기판을 평탄하도록 하기 위한 복수의 보조 롤러(441,442)를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 광학계(450)는 상기 광원(400), 슬릿(410) 및 마스크(420)를 통하여 조사된 자외선 광의 경로를 변경하기 위한 복수개의 반사경(451,452,453)과 상기 롤러(440)의 곡면에 따른 상기 플라스틱 기판(430) 상에 초점을 맞추기 위한 오목렌즈(454)로 이루어져 있다.
즉, 상기 광원(400)으로부터 조사된 자외선 광은 상기 슬릿(410), 마스크(420) 및 광학계(450)를 통하여 상기 롤러(440)의 최상단에 위치한 플라스틱 기판(430)의 세로 면상에 도포된 포토 레지스트를 노광시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 노광기는 상기 롤러(440) 및 보조 롤러(441,442)를 이용하여 탄력성이 있는 플라스틱 기판(430)을 평탄하게 할 수 있고, 상기 마스크(420)의 평면 이동과 동시에 상기 롤러(440,441,442)들에 의한 플라스틱 기판(430)을 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 마스크(420)의 스캐닝 속도와 상기 롤러(440)의 회전 속도가 일치함을 알 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 노광기의 동작을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 포토 레지스트가 도포된 플라스틱 기판(430)을 상기 롤러(440) 상에 로딩시키고, 상기 광원(400)으로부터 자외선 광을 상기 슬릿(410)을 통하여 조사시키고, 상기 슬릿(410)을 통하여 출사된 자외선 광은 상기 광학계(450)에 의해 상기 롤러(440) 상의 상기 플라스틱 기판(430)의 세로 면에 초점이 맺히도록 한다.
또한, 상기 자외선 광이 상기 플라스틱 기판(430)의 세로 면에 수직으로 조사되고, 상기 마스크(420)를 화살표 방향으로 평행 이동시킴과 동시에 상기 롤러(440)를 화살표방향으로 회전시킴으로써 상기 마스크(420)에 형성된 패턴이 상기 유리 기판(430)에 동일하게 스캐닝 되도록 한다.
결국, 본 발명의 노광기는 롤러(440)를 이용하여 탄력성 있는 플라스틱 기판(430)을 평탄하게 하고, 동시에 마스크(420)의 이동에 따라 상기 롤러(440)를 회전시켜 상기 플라스틱 기판(430)을 이동됨으로써 상기 플라스틱 기판(430)면의 전체를 노광할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 노광기는 탄력성이 있는 상기 플라스틱 기판(430)을 평탄하게 이동시키기 위해 복수의 롤러(440,441,442)를 이용하여 플라스틱 액정표시소자의 제조를 용이하게 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 노광기는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 노광기는 롤러를 이용하여 탄력성 있는 플라스틱 기판을 평탄하게 이동시킬 수 있기 때문에 플라스틱 액정표시소자의 수율을 높일 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (4)

  1. 자외선 광을 출사하여 플라스틱 기판 상에 도포된 포토 레지스트를 감광시키기 위한 광원과,
    상기 광원에서 출사된 자외선 광을 일방향으로 조사시키기 위한 슬릿과,
    상기 슬릿을 통과한 광으로 상기 포토 레지스트를 실루엣 패턴하기 위한 마스크와,
    상기 마스크를 통과한 광의 경로를 변경하고 상기 플라스틱 기판 상에 초점을 맞추기 위한 광학계와,
    상기 플라스틱 기판을 지지하고 상기 마스크의 이동에 따라 상기 플라스틱 기판을 평탄하게 이동시키기 위한 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광학계는 상기 광원, 슬릿 및 마스크를 통하여 조사된 자외선 광의 경로를 변경하기 위한 복수개의 반사경과 상기 롤러의 곡면에 따른 상기 플라스틱 기판 상에 초점을 맞추기 위한 오목렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라스틱 기판을 평탄하게 하기 위한 복수 개의 보조 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 마스크의 스캔속도와 상기 롤러의 회전속도가 일치 하는 것을 특징으로 하는 노광기.
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