CN106449356A - 激光退火装置 - Google Patents

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Abstract

一种激光退火装置包括：接收具有非晶硅层的基板的基板支撑件；将线激光束照射到设置于基板支撑件上的基板上的激光束照射单元；以及在第一方向以及与第一方向相交的第二方向上移动基板支撑件、并在由第一方向和第二方向限定的第一平面内旋转基板支撑件的基板传输单元。基板传输单元在第一平面内将基板支撑件旋转小于约90度的角度θ，并基本同时在第一方向和第二方向二者上移动基板支撑件。激光束照射单元在基板传输单元移动基板支撑件时将线激光束多次照射到设置于基板支撑件上的基板上。

Description

激光退火装置
相关申请的交叉引用
此申请要求2015年8月7日提交的韩国专利申请10-2015-0111636号的优先权，其公开通过引用被整体合并于此。
技术领域
本发明构思的示例性实施例涉及激光退火装置，更特别地，涉及能够在制造过程期间降低缺陷发生率的激光退火装置。
背景技术
总地来说，诸如有机发光显示(OLED)装置或液晶显示(LCD)装置的显示装置通过使用电连接至该显示装置的每个像素中的像素电极的薄膜晶体管(TFT)，来控制像素的发射或发射程度。TFT包括包含多晶硅层的半导体层。在显示装置的制造期间，显示装置的非晶硅层被转换成多晶硅层。
在执行用于在非晶硅层上照射激光束的激光退火方法的结晶工艺期间，可发生非晶硅层到多晶硅层的转换。在这种情况下，照射到非晶硅层上的激光束是沿大致直线方向延伸的线激光束。因此，为了将可能跨越大面积的非晶硅层转换成多晶硅层，当其上形成有非晶硅层的基板移动时，多次照射线激光束。
发明内容
本发明构思的示例性实施例包括用于在制造过程期间降低缺陷发生率的激光退火装置以及使用该激光退火装置制造显示装置的方法。
根据本发明构思的一个示例性实施例，一种激光退火装置包括：被配置为接收具有非晶硅层的基板的基板支撑件；被配置为将线激光束到被设置在基板支撑件上的基板上的激光束照射单元，其中线激光束在第一方向上延伸；以及被配置为在第一方向上以及在与第一方向相交的第二方向上移动基板支撑件、并在由第一方向和第二方向限定的第一平面内旋转基板支撑件的基板传输单元。基板传输单元被配置为在第一平面内将基板支撑件旋转小于约90度的角度θ，并在基板支撑件被旋转角度θ的状态下基本同时在第一方向和第二方向二者上移动基板支撑件。激光束照射单元被配置为在基板传输单元移动基板支撑件时将线激光束多次照射到被设置在基板支撑件上的基板上。
在一个示例性实施例中，第一方向和第二方向基本上彼此垂直，基板传输单元在第二方向上以速度V移动基板支撑件，并且基板传输单元在第一方向上以速度V*tan(θ)移动基板支撑件。
在一个示例性实施例中，激光退火装置进一步包括第一光束切割件以及与第一光束切割件间隔开的第二光束切割件。第一光束切割件和第二光束切割件被配置为在第一方向或与第一方向相反的方向上移动，以增大或减小其中由激光束照射单元发射的线激光束被屏蔽的屏蔽区域。
在一个示例性实施例中，第一光束切割件被配置为在基板传输单元同时在所述第一方向和第二方向二者上移动基板支撑件时移动，以减小屏蔽区域。
在一个示例性实施例中，第二光束切割件被配置为在基板传输单元同时在所述第一方向和第二方向二者上移动基板支撑件时移动，以增大屏蔽区域。
在一个示例性实施例中，激光退火装置进一步包括室和窗。激光束照射单元位于室的外部，基板支撑件位于室的内部，第一光束切割件和第二光束切割件位于室的内部，并且由激光束照射单元发射的线激光束穿过窗，并照射到被设置在基板支撑件上的基板上。
在一个示例性实施例中，激光退火装置进一步包括第一光束切割件和第二光束切割件。第一光束切割件和第二光束切割件被配置为在基本上平行于第一平面的第二平面内以顺时针方向或逆时针方向旋转，以增大或减小其中由激光束照射单元发射的线激光束被屏蔽的屏蔽区域。
在一个示例性实施例中，第一光束切割件被配置为在基板传输单元同时在所述第一方向和第二方向二者上移动基板支撑件时旋转，以减小其中由激光束照射单元发射的线激光束被屏蔽的屏蔽区域。
在一个示例性实施例中，第二光束切割件被配置为在基板传输单元同时在所述第一方向和第二方向二者上移动基板支撑件时旋转，以增大其中由激光束照射单元发射的线激光束被屏蔽的屏蔽区域。
在一个示例性实施例中，激光退火装置进一步包括室和窗。激光束照射单元位于室的外部，基板支撑件位于室的内部，第一光束切割件和第二光束切割件位于室的内部，并且由激光束照射单元发射的线激光束穿过窗，并照射到被设置在基板支撑件上的基板上。
根据本发明构思的一个示例性实施例，一种制造显示装置的方法包括：将线激光束照射到形成于基板上的非晶硅层上，以将非晶硅层转换成多晶硅层，其中线激光束在第一方向上延伸。照射线激光束包括在基板基本同时在第一方向以及与第一方向相交的第二方向二者上移动时多次照射线激光束。当基板在由第一方向和第二方向限定的第一平面内被旋转小于约90度的角度θ时，线激光束照射。
在一个示例性实施例中，第一方向和第二方向基本上彼此垂直，基板在第二方向上以速度V移动，并且基板在第一方向上以速度V*tan(θ)移动。
在一个示例性实施例中，照射线激光束进一步包括当基板同时在所述第一方向和第二方向二者上移动时通过光束切割件屏蔽线激光束的至少一些，并且当基板同时在所述第一方向和第二方向二者上移动时，通过在第一方向或者与第一方向相反的方向上移动光束切割件来减小其中线激光束被屏蔽的屏蔽区域。
在一个示例性实施例中，照射线激光束进一步包括使线激光束穿过室的窗照射到基板的非晶硅层上。具有非晶硅层的基板和光束切割件位于室的内部。
在一个示例性实施例中，照射线激光束进一步包括当基板同时在所述第一方向和第二方向二者上移动时通过光束切割件屏蔽线激光束的至少一些，并且当基板同时在所述第一方向和第二方向二者上移动时，通过在第一方向或者与第一方向相反的方向上移动光束切割件来增大其中线激光束被屏蔽的屏蔽区域。
在一个示例性实施例中，照射线激光束进一步包括使线激光束穿过室的窗照射到基板的非晶硅层上。具有非晶硅层的基板和光束切割件位于室的内部。
在一个示例性实施例中，照射线激光束进一步包括当基板同时在所述第一方向和第二方向二者上移动时通过光束切割件屏蔽线激光束的至少一些，并且当基板同时在所述第一方向和第二方向二者上移动时，通过在与第一平面基本上平行的平面内以顺时针方向或逆时针方向旋转光束切割件来减小其中线激光束被屏蔽的屏蔽区域。
在一个示例性实施例中，照射线激光束进一步包括使线激光束穿过室的窗照射到基板的非晶硅层上。具有非晶硅层的基板和光束切割件位于室的内部。
在一个示例性实施例中，照射线激光束进一步包括当基板同时在所述第一方向和第二方向二者上移动时通过光束切割件屏蔽线激光束的至少一些，并且当基板同时在所述第一方向和第二方向二者上移动时，通过在与第一平面基本上平行的平面内以顺时针方向或逆时针方向旋转光束切割件来增大其中线激光束被屏蔽的屏蔽区域。
在一个示例性实施例中，照射线激光束进一步包括使线激光束穿过室的窗照射到基板的非晶硅层上。具有非晶硅层的基板和光束切割件位于室的内部。
根据本发明构思的示例性实施例，一种制造显示装置的方法包括：在由第一方向以及与第一方向相交的第二方向限定的第一平面内将基板支撑件旋转小于约90度的角度θ，其中具有非晶硅层的基板被设置在基板支撑件上。该方法进一步包括将线激光束照射到非晶硅层上，其中线激光束在第一方向上延伸。该方法进一步包括基本同时在第一方向和第二方向上移动旋转后的其上设置有基板的基板支撑件。在基板支撑件在第一方向和第二方向上移动时线激光束多次照射到基板上。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明构思的示例性实施例，本发明构思的上述和其他特征将变得更加显而易见，附图中：
图1至图3图示了使用根据本发明构思的一个示例性实施例的激光退火装置制造显示装置的方法的示意性平面图。
图4至图6图示了使用根据本发明构思的一个示例性实施例的激光退火装置制造显示装置的方法的示意性平面图。
图7至图11图示了使用根据本发明构思的一个示例性实施例的激光退火装置制造显示装置的方法的示意性平面图。
图12至图13图示了使用根据本发明构思的一个示例性实施例的激光退火装置制造显示装置的方法的示意性侧面概念图。
图14至图19图示了使用根据本发明构思的一个示例性实施例的激光退火装置制造显示装置的方法的示意性平面图。
具体实施方式
在下文中将参考附图更充分地描述本发明构思的示例性实施例。在图中，为了清楚，层和区域的尺寸和相对尺寸可能被放大了。在整个附图中，相同的附图标记可以指代相同的元件。
将理解的是，当诸如层、膜、区域、板等的组件被称为在另一组件“上”时，该组件可以直接在另一组件上，或者可以在其间存在中间组件。为了便于解释，图中组件的尺寸和厚度可能被放大了。
将理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中被用来区别一个元件与另一个元件，并且元件不受这些术语的限制。因此，一个示例性实施例中的“第一”元件在另一示例性实施例中可以被描述为“第二”元件。
在本文中，当两个或更多个元素或值被描述为基本上相同或大约彼此相等时，将理解的是，元素或值彼此相同，彼此难以区分，或如本领域普通技术人员理解的那样，彼此可以区分但在功能上彼此相同。另外，将理解的是，尽管参数在本文中可以被描述为“大约”具有特定值，但根据示例性实施例，该参数可以精确地是该特定值或近似是该特定值。此外，当事件被描述为基本同时发生时，将理解，这些事件可以精确地在同时发生，或者如本领域普通技术人员理解的那样大约在同时发生。此外，当两个方向被描述为彼此基本平行或垂直时，将理解，两个方向彼此完全平行或垂直，或如本领域普通技术人员理解的那样彼此大致平行或垂直。
在本文描述的示例性实施例中，x轴、y轴和z轴不限于矩形坐标系的三个轴，可以以更宽的含义来解释。例如，x轴、y轴和z轴可以彼此基本上垂直，或者可以代表基本上彼此不垂直的不同方向。
图1至图3图示了使用根据本发明构思的一个示例性实施例的激光退火装置制造显示装置的方法的示意性平面图。在一个示例性实施例中，激光退火装置包括基板支撑件10、激光束照射单元和基板传输单元。
基板支撑件10被构造(例如在形状和尺寸上)为接收其上形成有非晶硅层3的基板1。也就是说，其上形成有非晶硅层3的基板1可以被布置在基板支撑件10上。基板传输单元可传输(例如移动)基板支撑件10。例如，基板传输单元可在第一方向(例如+x方向)或与第一方向相交的第二方向(例如+y方向)上移动基板支撑件10。基板传输单元还可以在由第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)限定的第一平面(例如xy平面)内旋转基板支撑件10。第二方向(+y方向)可基本上垂直于第一方向(+x方向)。然而，本发明构思的示例性实施例不限于此。在下文中，为了便于解释，第二方向被理解为基本上垂直于第一方向。
图1示出了包括第一导轨R1、第二导轨R2和旋转板RP的基板传输单元。第一导轨R1可以在第一方向(例如+x方向)上延伸，第二导轨R2可以在第二方向(例如+y方向)上延伸。第二导轨R2可以位于第一导轨R1上方，使得第二导轨R2可以沿x轴移动。旋转板RP可以位于第二导轨R2上方，使得旋转板RP可以沿y轴移动，也就是说，旋转板RP的位置可以通过第一导轨R1和第二导轨R2在xy平面中改变。旋转板RP可以旋转，使得在旋转板RP上的基板支撑件10可以以预定的角度旋转。然而，本发明构思的范围不限于此。例如，基板传输单元可以不包括旋转板RP，并且基板支撑件10可被可旋转地链接到第二导轨R2。
激光束照射单元可以将沿第一方向(+x方向)延伸的线激光束LB照射到被布置在基板支撑件10上的基板1上。在本文中，当线激光束LB被描述为照射到表面上时，应当理解，线激光束LB被施加于该表面。还应当理解，线激光束LB以大致直线射出。激光束可以穿过的一个或多个光学系统可被布置在激光束照射单元与被布置在基板支撑件10上的基板1之间。激光束照射单元可以照射例如线形的准分子激光束。
根据一个比较例，在基板1的长轴或短轴基本上垂直于作为线激光束LB的延伸方向的第一方向(+x方向)的状态下，基板传输单元在基本上垂直于第一方向的第二方向(+y方向)上传输基板支撑件10。在基板传输单元传输基板支撑件10时，激光束照射单元将线激光束LB多次照射到非晶硅层3上，从而将布置于基板1上的非晶硅层3转换成多晶硅层。然而，当显示装置通过使用该多晶硅层制造时，在显示装置产生的图像中可能产生不均匀条纹。
例如，在激光退火期间，在基板1的边缘中，具有平行于作为线激光束LB的延伸方向的第一方向(+x方向)的边缘。将平行于第一方向(+x方向)的边缘称为第一边缘，当多个薄膜晶体管通过使用该多晶硅层来形成时，被布置在分别基本上平行于基板1的第一边缘的虚拟线上的薄膜晶体管的阈值电压Vth可基本上彼此相同，但被布置在不同虚拟线上的薄膜晶体管的阈值电压Vth可彼此不同。因此，当显示器件被制造成电连接至薄膜晶体管时，由显示装置产生的图像可具有基本上平行于基板1的第一边缘的条纹。
因此，参考根据本发明构思的示例性实施例的激光退火装置，为了防止条纹的产生，如图1所示，基板传输单元将其上布置有基板1的基板支撑件10旋转小于约90度的角度θ，其中基板1上具有非晶硅层3。例如，当基板支撑件10在第二方向(+y方向)上被直线对准时，基板传输单元可以相对于先前直线对准的基板支撑件10将基板支撑件10旋转小于约90度的角度θ。一旦基板支撑件10已被旋转，基板传输单元就在第二方向(+y方向)上移动经旋转的基板支撑件10，如图2和图3所示。
当如上所述进行激光退火时，线激光束LB的延伸方向(例如+x方向)基本上不平行于基板1的边缘。其结果是，当薄膜晶体管通过使用多晶硅层形成，然后电连接至薄膜晶体管的显示器件被形成时，被布置在分别基本上平行于基板1的边缘的虚拟线上的薄膜晶体管的阈值电压Vth彼此不同。因此，基板1上的薄膜晶体管的阈值电压Vth的分布在基板1上是均匀的。因此，根据本发明构思的示例性实施例，当显示装置通过形成电连接至薄膜晶体管的显示器件来制造时，可以防止或降低条纹的产生。
在激光退火装置和制造显示装置的方法的情况中，基板1的大量部分可能被损坏，并且在制造显示装置时缺陷率可能增加。例如，如图2和图3所示，当基板传输单元在第二方向(+y方向)上传输基板支撑件10时线激光束LB多次照射到形成于基板1上的非晶硅层3上时，线激光束LB照射到基板1的、未被非晶硅层3覆盖的部分上。例如，图2图示了线激光束LB照射到基板1的右上区域BA1和左上区域BA2上，图3图示了线激光束LB照射到基板1的左下区域BA3和右下区域BA4上。
非晶硅层3可具有约为3000nm或更大的厚度。其结果是，非晶硅层3可以吸收大量的入射线激光束LB(例如约99％或更多)，并且基板1的位于非晶硅层3下方的部分可几乎不受线激光束LB的影响。然而，基板1的不存在非晶硅层3的右上区域BA1、左上区域BA2、左下区域BA3和右下区域BA4可能被线激光束LB损坏。例如，当基板1包括例如聚酰亚胺或类似物质(例如用于实现柔性显示装置)时，基板1的右上区域BA1、左上区域BA2、左下区域BA3和右下区域BA4可能部分燃烧。另外，在右上区域BA1、左上区域BA2、左下区域BA3和右下区域BA4燃烧的同时可能产生颗粒，并且所产生的颗粒可能保留在非晶硅层3或多晶硅层上，这可能导致随后形成缺陷。因此，希望最小化基板1的不存在非晶硅层3并且被线激光束LB照射的部分的面积。
鉴于上述情况，非晶硅层3可以覆盖整个基板1。然而，尽管非晶硅层3覆盖整个基板1，但靠近基板1的边缘的非晶硅层3的厚度可能小于靠近基板1的中心的非晶硅层3的厚度。因此，在这种情况下，线激光束LB的能量可以被传送到基板1，而没有被非晶硅层3充分地吸收，并且可能出现上述问题。
可替代地，通过减小在第一方向(+x方向)上的线激光束LB的长度，线激光束LB可以不照射到基板1的未被非晶硅层3覆盖的部分上。然而，在这种情况下，线激光束LB可能不照射到非晶硅层3的一些部分上，因此非晶硅层3可能未被结晶。
图4至图6图示了使用根据本发明构思的一个示例性实施例的激光退火装置制造显示装置的方法的示意性平面图。根据图4至图6所示的示例性实施例的激光退火装置包括基板支撑件10、激光束照射单元和基板传输单元。如本文所述，在图4至图6中所示的激光退火装置的某些组件的一些操作与在图1至图3中所示的激光退火装置的这些组件的一些操作不同。
参考图4中所示的激光退火装置，基板传输单元将基板支撑件10旋转小于约90度的角度θ，其中基板支撑件10上布置有其上具有非晶硅层3的基板1。图4图示了基板传输单元沿顺时针方向将基板支撑件10旋转角度θ。因此，作为线激光束LB的延伸方向的第一方向(+x方向)基本上不平行于基板1的边缘。
一旦基板支撑件10已被旋转，如图4至图6所示，基板传输单元就传输(例如移动)基板支撑件10。例如，该基板传输单元基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上传输基板支撑件10，这与先前描述的其中基板传输单元仅在第二方向(+y方向)上传输基板支撑件10的激光退火装置不同。在基板传输单元基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上传输基板支撑件10时，激光束照射单元将线激光束LB多次照射到布置在基板支撑件10上并且其上具有非晶硅层3的基板1上。因此，非晶硅层3被转换成多晶硅层。
当如上所述进行激光退火时，在激光退火的初始阶段，线激光束LB照射到基板1的未被非晶硅层3覆盖的右上区域BA1上，如图4所示。然而，因为线激光束LB在第一方向(+x方向)上的长度L是有限的，因此线激光束LB未照射到未被非晶硅层3覆盖的左上区域上。线激光束LB在第一方向(+x方向)上的长度L可以具有L＝Lo*cos(θ)的关系，其中Lo是当基板传输单元没有旋转基板支撑件10时非晶硅层3在第一方向(+x方向)上的长度。
接下来，基板传输单元基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上移动基板支撑件10，并且激光束照射单元将线激光束LB多次照射到布置在基板支撑件10上并且其上具有非晶硅层3的基板1上，由此将非晶硅层3转换成多晶硅层。如果基板传输单元仅在第二方向(+y方向)上传输基板支撑件10，则由于线激光束LB的长度L小于在先前描述的激光退火装置中的线激光束LB的长度，因此非晶硅层3的未被线激光束LB照射的部分的面积急剧增大。然而，在根据图4至图6所示的示例性实施例的激光退火装置的情况中，基板传输单元基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上传输基板支撑件10。其结果是，线激光束LB可以照射到形成于基板1上的非晶硅层3的大部分上。
在这种情况中，如图6所示，在激光退火工艺的后期阶段，线激光束LB照射到基板1的未被非晶硅层3覆盖的左下区域BA3上。然而，线激光束LB未照射到基板1的未被非晶硅层3覆盖的右下区域上。
在根据图4至图6的示例性实施例的激光退火装置的情况中，线激光束LB照射到非晶硅层3的大部分或整个部分上，以将非晶硅层3转换成多晶硅层。另外，在基板1的未被非晶硅层3覆盖的部分当中，基板1的其中被线激光束LB照射的部分的面积可以减小。因此，在激光退火期间，可以防止对包括诸如聚酰亚胺的聚合物的基板1的损坏和/或可以减小缺陷发生率。另外，在后续形成薄膜晶体管或显示器件时，可以防止缺陷的发生和/或可以减小缺陷发生率。
如图4至图6所示，当基板传输单元基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上传输基板支撑件10时，基板支撑件10在第二方向(+y方向)上被传输的速度以及基板支撑件10在第一方向(+x方向)上被传输的速度被调节为允许基板传输单元以非晶硅层3的被旋转θ的边缘(在+x方向和-x方向)对应于线激光束LB的两端的方式传输基板支撑件10。因此，根据一个示例性实施例，当基板传输单元在第二方向(+y方向)上传输基板支撑件10的速度为V时，基板传输单元在第一方向(+x方向)上传输基板支撑件10的速度为V*tan(θ)。
图7至图11图示了使用根据本发明构思的一个示例性实施例的激光退火装置制造显示装置的方法的示意性平面图。根据图7至图11的示例性实施例的激光退火装置进一步包括第一光束切割件BC1以及与第一光束切割件BC1间隔开的第二光束切割件BC2。第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2可屏蔽从激光束照射单元发射的线激光束LB的至少一些。通过在第一方向(+x方向)或在与第一方向相反的方向(例如-x方向)上移动第一光束切割件BC1和/或第二光束切割件BC2，在激光退火期间，线激光束LB被第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2屏蔽的屏蔽区域可以增大或减小。
例如，如图7所示，线激光束LB被屏蔽，使得在激光退火的初始阶段，线激光束LB不照射到基板1上表面的未被非晶硅层3覆盖的大部分上。如在图8和图9中所示的，随着基板传输单元基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上传输基板支撑件10，第一光束切割件BC1减小从激光束照射单元发射的线激光束LB被屏蔽的屏蔽面积。这样做是因为在被线激光束LB照射的部分当中，其中线激光束LB到达非晶硅层3的部分的面积增大，而线激光束LB到达基板1的部分的面积减小。如图9所示，如果当基板传输单元在第一方向(+x方向)并进一步在第二方向(+y方向)上传输基板支撑件10时线激光束LB不再照射到基板1的未被非晶硅层3覆盖的部分，那么第一光束切割件BC1可以不屏蔽线激光束LB。
如图10所示，基板传输单元继续基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上传输基板支撑件10，然后线激光束LB照射到非晶硅层3上。如图11所示，当线激光束LB照射到非晶硅层3的底部时，第二光束切割件BC2开始以线激光束LB不照射到基板1底部的未被非晶硅层3覆盖的大部分上的方式屏蔽线激光束LB。如图10和图11所示，随着基板传输单元继续基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上传输基板支撑件10，通过在第一方向(+x方向)上移动第二光束切割件BC2，第二光束切割件BC2增大了其中从激光束照射单元发射的线激光束LB被屏蔽的屏蔽区域的面积。因此，可以防止或降低线激光束LB在基板1底部的大部分上的照射。
与参考图4至图6描述的激光退火装置相比，在根据图7至图11的示例性实施例的激光退火装置中，可以防止或降低线激光束LB在基板1顶部或底部的大部分上的照射。因此，在激光退火工艺期间，可以防止或降低对包括诸如聚酰亚胺的聚合物的基板1的损坏和/或可以降低缺陷发生率。另外，在后续形成薄膜晶体管或显示器件时，可以防止或降低缺陷的发生和/或可以减小缺陷发生率。
如参考图7至图11所描述的，根据一个示例性实施例，第一光束切割件BC1在第二方向(+y方向)上的位置、第二光束切割件BC2在第二方向(+y方向)上的位置、线激光束LB的位置是固定的，基板支撑件10由基板传输单元传输，并且第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2在第一方向(+x方向)或在与第一方向相反的方向(例如-x方向)上以大致直线移动。第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2的移动方向可以通过例如护轨来限制。
图12至图13示出了使用根据本发明构思的一个示例性实施例的激光退火装置制造显示装置的方法的示意性侧面概念图。如图12所示，激光退火装置可以进一步包括室CB。激光束照射单元LIU位于室CB的外部，基板支撑件10位于室CB的内部，并因此可由其中的基板传输单元传输。室CB具有窗W。在从激光束照射单元LIU发射的线激光束LB穿过光学系统OS然后穿过窗W之后，线激光束LB可以照射到形成于基板1上的非晶硅层3上，其中基板1被布置在基板支撑件10上。在这种情况中，第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2可以在+z方向上位于室CB的上方。
虽然线激光束LB可以被发射为大致直线，但由于线激光束LB是一种具有光学特性的光，因此线激光束LB可能被衍射。例如，当线激光束LB的一些部分被第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2屏蔽时，线激光束LB的未被第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2屏蔽的其它部分可能因例如衍射而分散。因此，线激光束LB可能无意中照射到基板1的未被非晶硅层3覆盖的一些部分上。为了降低这种无意照射的影响，如图13所示，第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2可以位于室CB的内部。在这种情况下，基板1与第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2之间的距离可减小。因此，虽然线激光束LB的未被第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2屏蔽的部分可能因例如衍射而分散，但未被非晶硅层3覆盖并且无意中被线激光束LB照射的部分的面积可以减小。
图14至图19示出了使用根据本发明构思的一个示例性实施例的激光退火装置制造显示装置的方法的示意性平面图。
参考图14至图19的示例性实施例，第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2可旋转地移动，这与图7至图11的以大致直线的方式移动的激光退火装置不同。例如，随着第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2在基本上平行于由第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)限定的第一平面的平面内以顺时针方向或逆时针方向旋转，从激光束照射单元发射的线激光束LB被屏蔽的屏蔽区域的面积可以增大或减小。
例如，如图14所示，在激光退火的初始阶段，第一光束切割件BC1以线激光束LB不照射到基板顶部的未被非晶硅层3覆盖的大部分上的方式屏蔽线激光束LB。另外，如图15和图16所示，随着基板传输单元基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上传输基板支撑件10，由于其中线激光束LB到达非晶硅层3的部分的面积增大，而其中线激光束LB到达基板1的部分的面积减小，因此第一光束切割件BC1通过相对于第一旋转轴BC1C以顺时针方向移动，减小了其中从激光束照射单元发射的线激光束LB被屏蔽的屏蔽区域的面积。在当基板传输单元在第一方向(+x方向)并进一步在第二方向(+y方向)上传输基板支撑件10时线激光束LB不再照射到基板1的未被非晶硅层3覆盖的部分上的情况中，第一光束切割件BC1可以不屏蔽线激光束LB。
如图17所示，基板传输单元继续基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上传输基板支撑件10，然后线激光束LB照射到非晶硅层3上。如图18所示，当线激光束LB照射到非晶硅层3的底部上时，第二光束切割件BC2开始以线激光束LB不照射到基板1底部的未被非晶硅层3覆盖的大部分上的方式屏蔽线激光束LB，这可以在第二光束切割件BC2相对于第二旋转轴BC2C以逆时针方向移动时进行。
如图18和图19所示，随着基板传输单元继续基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上传输基板支撑件10，第二光束切割件BC2通过相对于第二旋转轴BC2C以逆时针方向移动，增大了其中从激光束照射单元发射的线激光束LB被屏蔽的屏蔽区域的面积。因此，可以防止或降低线激光束LB在基板1底部的大部分上的照射。
与参考图4至图6描述的激光退火装置相比，在根据图14至图19的示例性实施例的激光退火装置中，可以防止或降低线激光束LB在基板1顶部或底部的大部分上的照射。因此，在激光退火期间，可以防止或降低对包括诸如聚酰亚胺的聚合物的基板1的损坏和/或可以减小缺陷发生率。另外，在后续形成薄膜晶体管或显示器件时，可以防止或降低缺陷的发生和/或可以减小缺陷发生率。
如参考图14至图19描述的，在一个示例性实施例中，线激光束LB的位置、第一旋转轴BC1C的位置和第二旋转轴BC2C的位置被固定，基板支撑件10由基板传输单元传输，并且第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2可旋转地移动。
在一个示例性实施例，如图13所示，可旋转移动的第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2也可位于室CB的内部。
本发明构思的示例性实施例包括本文描述的激光退火装置、使用本文描述的激光退火装置的激光退火方法以及使用本文描述的激光退火装置制造显示装置的方法。
根据一个示例性实施例的制造显示装置的方法可以包括在基板1上形成非晶硅层3，并且在非晶硅层3上照射在第一方向(+x方向)上延伸的线激光束LB，以将非晶硅层3转换成多晶硅层。在这种情况下，如图4至图6所示，在基板1基本同时在第一方向(+x方向)上以及在与第一方向(+x方向)相交的第二方向(+y方向)二者上移动时，并且在基板1在由第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)限定的第一平面(例如xy平面)内旋转小于约90度的角度θ的状态下，线激光束LB多次照射到其上形成有非晶硅层3的基板1上。
参考根据图4至图6的示例性实施例的制造显示装置的方法，在激光退火的初始阶段，如图4所示，线激光束LB照射到基板1的未被非晶硅层3覆盖的右上区域BA1，但并不照射到基板1的未被非晶硅层3覆盖的左上区域。如图6所示，在激光退火的后期阶段，线激光束LB照射到基板1的未被非晶硅层3覆盖的左下区域BA3，但并不照射到基板1的未被非晶硅层3覆盖的右下区域。因此，根据依照本示例性实施例的制造显示装置的方法，线激光束LB照射到形成于基板1上的非晶硅层3的大部分或整个部分上，以便将非晶硅层3转换成多晶硅层。在基板的未被非晶硅层3覆盖的部分当中，被线激光束LB照射的部分的面积可以减小。
线激光束LB在第一方向(+x方向)上的长度L可以具有L＝Lo*cos(θ)的关系，其中Lo是当基板1未被旋转时非晶硅层3在第一方向(+x方向)上的长度。
如图4至图6所示，当基板1基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上移动时，基板1在第二方向(+y方向)上移动的速度以及基板1在第一方向(+x方向)上移动的速度被调节为允许基板1以非晶硅层3的被旋转θ的边缘(在+x方向和-x方向)对应于线激光束LB的两端的方式移动。因此，当基板1在第二方向(+y方向)上移动的速度为V时，基板1在第一方向(+x方向)上移动的速度可以为V*tan(θ)。
在非晶硅层3通过激光退火工艺被转换成多晶硅层之后，多个薄膜晶体管可通过使用多晶硅层形成。通过形成电连接至薄膜晶体管的显示器件，例如有机发光器件，可以以高产率制造显示装置。
根据依照本发明构思的一个示例性实施例的制造显示装置的方法，如图7至图11所示，可以使用第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2。例如，如图7所示，在激光退火的初始阶段，第一光束切割件BC1可以以线激光束LB不照射到基板1顶部的未被非晶硅层3覆盖的大部分上的方式屏蔽线激光束LB。如图8和图9所示，随着基板1基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上移动，由于在被线激光束LB照射的部分当中，其中线激光束LB到达非晶硅层3的部分的面积增大而其中线激光束LB到达基板1的部分的面积减小，因此第一光束切割件BC1在第一方向(+x方向)上移动，并且其中线激光束LB被屏蔽的屏蔽区域的面积减小。如图9所示，在当基板传输单元在第一方向(+x方向)并进一步在第二方向(+y方向)上传输基板支撑件10时线激光束LB不再照射到基板1的未被非晶硅层3覆盖的部分的情况下，第一光束切割件BC1可以不屏蔽线激光束LB。
如图10所示，基板1基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上移动，然后线激光束LB照射到非晶硅层3上。如图11所示，当线激光束LB照射到非晶硅层3的底部上时，第二光束切割件BC2开始以线激光束LB不照射到基板1底部的未被非晶硅层3覆盖的大部分上的方式屏蔽线激光束LB。如图10和图11所示，随着基板1继续基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上移动，通过在第一方向(+x方向)上移动第二光束切割件BC2，第二光束切割件BC2增大了其中从激光束照射单元发射的线激光束LB被屏蔽的屏蔽区域的面积。因此，可以防止或降低线激光束LB在基板1底部的大部分上的照射。
与参考图4至图6描述的制造显示装置的方法相比，在根据图7至图11的示例性实施例的制造显示装置的方法中，可以防止或降低线激光束LB在基板1顶部或底部的大部分上的照射。因此，在激光退火期间，可以防止或降低对包括诸如聚酰亚胺的聚合物的基板1的损坏和/或可以减小缺陷发生率。另外，在后续形成薄膜晶体管或显示器件时，可以防止或降低缺陷的发生和/或可以减小缺陷发生率。
如图14至图19所示，根据依照一个示例性实施例的制造显示装置的方法，可以使用第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2。然而，根据依照本示例性实施例的制造显示装置的方法，第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2可旋转地移动，这与图7至图11的以基本上直线的方式移动的第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2不同。例如，随着第一光束切割件BC1和第二光束切割件BC2在基本上平行于由第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)限定的第一平面的平面内以顺时针方向或逆时针方向旋转，从激光束照射单元发射的线激光束LB被屏蔽的屏蔽区域可以增大或减小。
例如，如图14所示，在激光退火的初始阶段，第一光束切割件BC1可以以线激光束LB不照射到基板1顶部的未被非晶硅层3覆盖的大部分上的方式屏蔽线激光束LB。另外，如图15和图16所示，随着基板1基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上移动，由于在线激光束LB照射的部分当中，其中线激光束LB到达非晶硅层3的部分的面积增大而其中线激光束LB到达基板1的部分的面积减小，因此第一光束切割件BC1通过相对于第一旋转轴BC1C以顺时针方向移动，减小了其中从激光束照射单元发射的线激光束LB被屏蔽的屏蔽区域的面积。如图16所示，在当基板1在第一方向(+x方向)并进一步在第二方向(+y方向)上移动时线激光束LB不再照射到基板1的未被非晶硅层3覆盖的部分的情况下，第一光束切割件BC1可以不屏蔽线激光束LB。
如图17所示，基板1继续基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上移动，然后线激光束LB照射到非晶硅层3上。如图18所示，当线激光束LB照射到非晶硅层3的底部上时，第二光束切割件BC2开始以线激光束LB未照射到基板1底部的未被非晶硅层3覆盖的大部分上的方式屏蔽线激光束LB，这可以在第二光束切割件BC2相对于第二旋转轴BC2C以逆时针方向移动时进行。
如图18和图19所示，随着基板1继续基本同时在第一方向(+x方向)和第二方向(+y方向)二者上移动，第二光束切割件BC2通过相对于第二旋转轴BC2C以逆时针方向移动，增大了其中从激光束照射单元发射的线激光束LB被屏蔽的屏蔽区域的面积。因此，可以防止或降低线激光束LB在基板1底部的大部分上的照射。
与参考图4至图6描述的制造显示装置的方法相比，在根据图14至图19的示例性实施例的制造显示装置的方法中，可以防止或降低线激光束LB在基板1顶部或底部的大部分上的照射。因此，在激光退火期间，可以防止或降低对包括诸如聚酰亚胺的聚合物的基板1的损坏和/或可以减小缺陷发生率。此外，在后续形成薄膜晶体管或显示器件时，可以防止或降低缺陷的发生和/或可以减小缺陷发生率。
根据上述的本发明构思的示例性实施例，提供了用于在制造期间降低缺陷发生率的激光退火装置以及使用该激光退火装置制造显示装置的方法。然而，本发明构思的范围不限于此。
尽管已经参考本发明构思的示例性实施例特别地示出和描述了本发明构思，但是本领域普通技术人员将理解，可以在不背离如上面的权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下进行形式和细节上的各种修改。

Claims (10)

1.一种激光退火装置，包括：
基板支撑件，被配置为接收具有非晶硅层的基板；
激光束照射单元，被配置为将线激光束照射到被设置在所述基板支撑件上的所述基板上，其中所述线激光束在第一方向上延伸；以及
基板传输单元，被配置为在所述第一方向上以及在与所述第一方向相交的第二方向上移动所述基板支撑件，并在由所述第一方向和所述第二方向限定的第一平面内旋转所述基板支撑件，
其中所述基板传输单元被配置为在所述第一平面内将所述基板支撑件旋转小于90度的角度θ，并在所述基板支撑件被旋转所述角度θ的状态下同时在所述第一方向和所述第二方向二者上移动所述基板支撑件，
其中所述激光束照射单元被配置为在所述基板传输单元移动所述基板支撑件时将所述线激光束多次照射到被设置在所述基板支撑件上的所述基板上。
2.根据权利要求1所述的激光退火装置，其中所述第一方向和所述第二方向彼此垂直，所述基板传输单元在所述第二方向上以速度V移动所述基板支撑件，并且所述基板传输单元在所述第一方向上以速度V*tan(θ)移动所述基板支撑件。
3.根据权利要求1所述的激光退火装置，进一步包括：
第一光束切割件；和
与所述第一光束切割件间隔开的第二光束切割件，
其中所述第一光束切割件和所述第二光束切割件被配置为在所述第一方向或与所述第一方向相反的方向上移动，以增大或减小其中由所述激光束照射单元发射的所述线激光束被屏蔽的屏蔽区域。
4.根据权利要求3所述的激光退火装置，其中所述第一光束切割件被配置为在所述基板传输单元同时在所述第一方向和所述第二方向二者上移动所述基板支撑件时移动，以减小所述屏蔽区域。
5.根据权利要求3所述的激光退火装置，其中所述第二光束切割件被配置为在所述基板传输单元同时在所述第一方向和所述第二方向二者上移动所述基板支撑件时移动，以增大所述屏蔽区域。
6.根据权利要求3所述的激光退火装置，进一步包括：
室；和
窗，
其中所述激光束照射单元位于所述室的外部，所述基板支撑件位于所述室的内部，所述第一光束切割件和所述第二光束切割件位于所述室的内部，并且由所述激光束照射单元发射的所述线激光束穿过所述窗，并照射到被设置于所述基板支撑件上的所述基板上。
7.根据权利要求1所述的激光退火装置，进一步包括：
第一光束切割件；和
第二光束切割件，
其中所述第一光束切割件和所述第二光束切割件被配置为在平行于所述第一平面的第二平面内以顺时针方向或逆时针方向旋转，以增大或减小其中由所述激光束照射单元发射的所述线激光束被屏蔽的屏蔽区域。
8.根据权利要求7所述的激光退火装置，其中所述第一光束切割件被配置为在所述基板传输单元同时在所述第一方向和所述第二方向二者上移动所述基板支撑件时旋转，以减小其中由所述激光束照射单元发射的所述线激光束被屏蔽的所述屏蔽区域。
9.根据权利要求7所述的激光退火装置，其中所述第二光束切割件被配置为在所述基板传输单元同时在所述第一方向和所述第二方向二者上移动所述基板支撑件时旋转，以增大其中由所述激光束照射单元发射的所述线激光束被屏蔽的所述屏蔽区域。
10.根据权利要求7所述的激光退火装置，进一步包括：
室；和
窗，
其中所述激光束照射单元位于所述室的外部，所述基板支撑件位于所述室的内部，所述第一光束切割件和所述第二光束切割件位于所述室的内部，并且由所述激光束照射单元发射的所述线激光束穿过所述窗，并照射到被设置于所述基板支撑件上的所述基板上。
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