JP2006253653A - 平板表示装置製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、レーザービームに与える気流の影響を最小化することができる、平板表示装置製造システムを提供することを技術的課題とする。
【解決手段】
このために、本発明の実施例による平板表示装置製造システムは、非晶質物質が塗布された表示板を移送する移送ユニット（２０）、及び非晶質物質にレーザービームを照射するレーザーユニット（１０）を含む。そして、レーザーユニット（１０）は、レーザービームを選択的に通過させるマスク（１４）、マスクを通過したレーザービームを非晶質物質に照射するために設定された比率で縮小する縮小レンズ部（１５）、そしてレーザービームの焦点が結ばれるマスクと縮小レンズ部との間への外部気流の流入を遮断する遮断部（１６）を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は平板表示装置製造システムに関し、より詳しくは、薄膜トランジスタアレイ（ＴＦＴ−Ａｒｒａｙ、Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ａｒｒａｙ）パネルを製造するための非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ、ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）結晶化装置に関する。

一般に、平板表示装置には、液晶表示装置（ＬＣＤ、ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）や有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ、ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）表示装置など様々な種類がある。
例えば、液晶表示装置は、共通電極や色フィルター（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ）などが形成されている上部表示板と画素電極や薄膜トランジスタなどが形成されている下部表示板との間に液晶物質を注入しておいて、共通電極及び画素電極に互いに異なる電位を印加することによって電界を生成して液晶分子の配向を変更させ、これによって光の透過率を調節することによって画像を表示する装置である。

特に、このような液晶表示装置は、以下のとおりの製造方法によって製造される。
まず、上部表示板に共通電極や色フィルターなどを形成し、下部表示板に画素電極や薄膜トランジスタなどを形成する。
次に、二つの表示板に液晶物質の液晶分子を配向するための配向膜を塗布して、配向処理する。
次に、下部表示板に密封材を使用して所定の閉殻形状の枠組で定義されたアクティブ領域（ａｃｔｉｖｅ ａｒｅａ）を形成する。
次に、アクティブ領域に液晶物質を滴下する。
そして、二つの表示板を真空雰囲気下で組立て、前記密封材を硬化する。

ここで、最初の過程を実施する際に最も重要な事項は、下部表示板に形成される薄膜トランジスタの性能を向上させることである。
特に、下部表示板に形成される薄膜トランジスタの性能を向上させるためには、薄膜トランジスタの半導体層の非晶質シリコンを結晶化することが重要である。

続いて、非晶質シリコンを結晶化するための液晶表示装置製造システムについて、具体的に説明する。
非晶質シリコンを結晶化するための液晶表示装置製造システムとしては様々な種類が知られており、最近では、レーザーを利用した順次横方向結晶化（ＳＬＳ、ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ｌａｔｅｒａｌ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）方式の装置が主に使用されている。

このような、ＳＬＳ方式の結晶化装置は、下部表示板を移送する移送ユニット、及び下部表示板の非晶質シリコンにレーザービームを照射するレーザーユニットからなる。
前記移送ユニットは、レールが形成されたフレーム、レールに相応するように形成され、レールに沿って移動するガイダー、レールとガイダーとの間に形成され、ガイダーをレールから設定された距離だけ離隔させる空気ベアリング、そしてガイダーに形成され、表示板が搭載されるステージを含む。

前記レーザーユニットは、レーザービームを発生させるレーザー発生部、レーザー発生部で発生したレーザービームのエネルギーの大きさを調節する調節レンズ部、エネルギーの大きさが調節されたレーザービームを集束する集束レンズ部、集束されたレーザービームを選択的に通過させるマスク、そしてマスクを通過したレーザービームを非晶質シリコンに照射するために設定された比率で縮小する縮小レンズ部を含む。

したがって、レーザービームは、レーザー発生部、調節レンズ部、集束レンズ部、マスク、そして縮小レンズ部を経て、下部表示板の非晶質シリコンに照射される。これと同時に、下部表示板が搭載（安着）されたステージは設定された距離だけ移動する。

しかし、前記従来のＳＬＳ方式の結晶化装置は、以下のような問題点がある。
ステージの移送時に発生する気流、空気ベアリングによって発生する気流、そしてマスクで発生する熱による自然対流などによって、マスクと縮小レンズ部との間に結ばれるレーザービームの焦点（ｆｏｃｕｓ）がぶれる現象が発生することがある。

特に、マスクと縮小レンズ部との間をすぎるレーザービームが気流の影響を直接受けて揺れることによって、マスクと縮小レンズ部との間に結ばれる焦点（ｆｏｃｕｓ）がぶれることがある。

例えば、マスクと縮小レンズ部との間に結ばれる焦点がぶれる場合、非晶質シリコンに照射されるレーザービームの設定された焦点深度（ＤＯＦ、ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｆｏｃｕｓ）を保持することができなくなって、製品不良がもたらされる。

特に、非晶質シリコンが溶解する領域が正確に設定されるためには、レンズの分解能（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）を増加させなければならず、これによって焦点深度の減少が付随するようになるが、マスクと縮小レンズ部との間に結ばれる焦点がぶれる場合、このように減少した焦点深度を保持することはより難しい。

本発明は、従来の技術の問題点を解決するためのものであって、本発明の技術的課題は、レーザービームに与える気流の影響を最小化することができる平板表示装置製造システムを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の実施例による平板表示装置製造システムは、表示板上の非晶質物質にレーザービームを照射するレーザーユニットを含む。
そして、前記レーザーユニットは、前記レーザービームを選択的に通過させるマスクと、前記マスクを通過したレーザービームを前記非晶質物質に照射するために設定された比率で縮小する縮小レンズ部と、前記レーザービームの焦点が結ばれる前記マスクと前記縮小レンズ部との間への外部気流の流入を遮断する遮断部とを含む。

一例として、前記遮断部は、上部及び下部が開放された中空形状の外囲器を含み、前記外囲器の上部の開放部分は前記マスクに固定され、前記外囲器の下部の開放部分は前記縮小レンズ部に固定されて形成される。

他の例として、前記遮断部は、上部のみが開放された中空形状の外囲器を含み、前記外囲器の上部の開放部分は前記マスクに固定され、前記縮小レンズ部は前記外囲器の内部に位置して形成される。

一例として、前記外囲器の内部は、熱による自然対流を遮断するために、設定された真空度に保持される。

他の例として、外囲器の内部は、熱による自然対流を遮断するために、不活性気体で満たされる。

一例として、前記外囲器は、透明材質または半透明材質からなる。

他の例として、前記外囲器は、不透明材質からなり、その下部に前記レーザービームが通過することができるビーム通過部がさらに形成される。

また、前記ビーム通過部は、前記外囲器の下部に形成され、前記レーザービームが通過する部位に形成される通過孔、そして前記通過孔に形成され、前記通過孔を閉鎖する透明材質からなる窓部（ウィンドウ）を含むのが好ましい。

また、前記透明材質は、平面加工が容易な石英（ｑｕａｒｔｚ）であるのが好ましい。

また、本発明の実施例による平板表示装置製造システムは、前記非晶質物質が塗布された前記表示板を移送する移送ユニットをさらに含み、前記移送ユニットは、レールが形成されたフレームと、前記レールに相応するように形成され、前記レールに沿って移動するガイダーと、前記レールと前記ガイダーとの間に形成され、前記ガイダーを前記レールから設定された距離だけ離隔させる空気ベアリングと、そして前記ガイダーに形成され、前記表示板が搭載されるステージとを含むのが好ましい。

そして、前記ステージは、前記空気ベアリングによる気流が前記ステージ上に移動するのを遮断するために、その角部分に下向きに傾斜して形成された気流ガイダーを具備するのが好ましい。

また、前記気流ガイダーは、曲面（ラウンド）形状であるのが好ましい。

本発明による平板表示装置製造システムは、以下のような効果がある。
本発明によれば、マスクと縮小レンズ部との間に遮断部が形成されることによって、マスクと縮小レンズ部との間をすぎるレーザービームが気流の影響を受けない利点がある。

つまり、マスクと縮小レンズ部との間に結ばれるレーザービームの焦点がぶれなくなるので、非晶質シリコンに照射されるレーザービームの焦点深度（ＤＯＦ、ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｆｏｃｕｓ）が大きくなって、レーザービームの焦点深度が大きくなることによって（つまり、焦点の有効誤差範囲が大きくなることによって）、非晶質シリコンが溶解する領域をより正確に設定することができるという利点がある。

また、本発明によれば、気流ガイダーがステージの角部に形成されることによって、空気ベアリングなどによる気流がステージ上に流出するのを防止することができる利点がある。

また、本発明によれば、本発明の詳細な説明で言及される全ての効果を奏する。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明する。

図１は本発明の一実施例による平板表示装置製造システムを示した概略的構成図であり、図２は図１の“Ａ”部分の拡大図である。

本発明の一実施例による平板表示装置製造システムは、図１に示したように、レーザーユニット１０、及び非晶質物質が塗布された表示板（Ｐ）を移送する移送ユニット２０を含む。

前記レーザーユニット１０は、前記非晶質物質にレーザービーム（Ｂ）を照射するものであって、レーザー発生部１１、調節レンズ部１２、集束レンズ部１３、マスク１４、縮小レンズ部１５、そして遮断部１６を含む。

前記レーザー発生部１１は、レーザービーム（Ｂ）を生成し、前記調節レンズ部１２は、生成されたレーザービーム（Ｂ）のエネルギーの大きさを調節し、前記集束レンズ部１３は、エネルギーの大きさが調節されたレーザービーム（Ｂ）を集束する。

そして、マスク１４は、集束されたレーザービーム（Ｂ）を選択的に通過させるものであって、透過孔１４ａ及び非透過部１４ｂを含む。

そして、縮小レンズ部１５は、マスク１４を通過したレーザービーム（Ｂ）を表示板（Ｐ）上の非晶質物質に照射するために設定された比率で縮小する。

そして、遮断部１６は、レーザービーム（Ｂ）の焦点（Ｆ）が結ばれるマスク１４と縮小レンズ部１５との間への外部気流の流入を遮断する。

具体的に、このような遮断部１６は、上部が開放された中空形状の外囲器１６ａを含み、外囲器１６ａの上部内面はマスク１４の外面に固定され、縮小レンズ部１５は外囲器１６ａの内部に位置して形成される。

また、外囲器１６ａの内部は、一例として、熱による自然対流を遮断するために、設定された真空度に保持されることができ、他の例として、不活性気体１８で満たされることができる。

また、外囲器１６ａは、一例として、レーザービーム（Ｂ）を通過させることができる透明材質または半透明材質からなることができる。

また、外囲器１６ａは、他の例として、レーザービーム（Ｂ）を通過させることはできないが安価な不透明な金属材質からなることができる。

特に、外囲器１６ａが不透明な金属材質からなる場合には、前記外囲器１６ａは、その下部にレーザービーム（Ｂ）が通過することができるビーム通過部（Ａ）がさらに形成されることができる。

具体的に、前記ビーム通過部（Ａ）は、図２に示したように、外囲器１６ａの下部のうちのレーザービーム（Ｂ）が通過する部位に形成される通過孔１６ｂ、及び通過孔１６ｂに形成され、通過孔１６ｂを閉鎖する透明材質からなる窓部１６ｃを含む。

特に、このような窓部１６ｃは、レーザービーム（Ｂ）の散乱を防止するために、平面加工が容易な石英（ｑｕａｒｔｚ）材質からなることができる。

したがって、マスク１４と縮小レンズ部１５との間に遮断部１６が形成されるので、マスク１４と縮小レンズ部１５との間をすぎるレーザービーム（Ｂ）は気流の影響を受けなくなる。

結局、マスク１４と縮小レンズ部１５との間に結ばれるレーザービーム（Ｂ）の焦点がぶれなくなるので、表示板（Ｐ）上の非晶質シリコンに照射されるレーザービーム（Ｂ）の焦点深度（ＤＯＦ、ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｆｏｃｕｓ）が大きくなって、レーザービーム（Ｂ）の焦点深度が大きくなることによって（つまり、焦点の有効誤差範囲が大きくなることによって）、非晶質シリコンの溶解する領域がより正確に設定される利点がある。

一方、前記移送ユニット２０は、図１に示したように、レール２１ａが形成されたフレーム２１、前記レール２１ａに沿って移動するガイダー２２、空気ベアリング２３、そしてステージ２４を含む。

前記空気ベアリング２３は、ガイダー２２に伝達される外部の振動を減少させるだけでなく、ガイダー２２の移動速度を増加させるために、レール２１ａとガイダー２２との間に形成され、ガイダー２２をレール２１ａから設定された距離だけ離隔させる。

前記ステージ２４は、ガイダー２２に形成され、その平面には表示板（Ｐ）が搭載される。

特に、前記ステージ２４は、空気ベアリング２３による気流がステージ２４上に移動するのを遮断するために、その角部に下向きに傾斜して形成された気流ガイダー２４ａを含む。

このような気流ガイダー２４ａは、渦流の形成をさらに遮断するために、曲面形状からなることができる。

したがって、気流ガイダー２４ａがステージ２４の角部に形成されるので、空気ベアリング２３による気流または制御部（図示せず）を冷却するためにステージ２４の底面側に形成された冷却ファン（図示せず）による気流がステージ２４上に流出するのを防止することができる。

結局、このような気流がステージ２４上に流出しないので、ステージ２４上に位置したレーザーユニット１０及びレーザービーム（Ｂ）がこのような気流の影響を受けなくなる。

一方、前記レーザーユニット１０の遮断部１６及び前記移送ユニット２０の気流ガイダー２４ａは、費用の側面などを考慮して、必要に応じて前記平板表示装置製造システムに全て形成することも、そのうちの一つだけを形成することもできる。

以下、図３を参照して、本発明の他の実施例による平板表示装置製造システムについて説明する。

図３は本発明の他の実施例による平板表示装置製造システムを示した概略的構成図である。

本発明の他の実施例による平板表示装置製造システムは、図３に示したように、遮断部３０を除いては前記本発明の一実施例と類似している。したがって、以下では、遮断部３０について説明する。

つまり、遮断部３０は、上／下部が開放された中空形状の外囲器３１を含み、外囲器３１の上部内面はマスク１４の外面に固定され、外囲器３１の下部内面は縮小レンズ部１５の外面に固定されて形成される。

したがって、外囲器３１が縮小レンズ部１５の底面を覆わないので、外囲器３１が不透明な金属材質からなっても、別途のビーム通過部（図１の“Ａ”参照）を外囲器３１に形成しなくてもよい利点がある。

以上で、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載した本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態も、本発明の権利範囲に属することはいうまでもない。

以上のように、本発明によればレーザービームに与える気流の影響を最小化することができる

本発明の一実施例による平板表示装置製造システムを示した概略的構成図である。 図１の“Ａ”部分の拡大図である。 本発明の他の実施例による平板表示装置製造システムを示した概略的構成図である。

符号の説明

１０ レーザーユニット
１１ レーザー発生部
１２ 調節レンズ部
１３ 集束レンズ部
１４ マスク
１５ 縮小レンズ部
１６、３０ 遮断部
２０ 移送ユニット
２１ フレーム
２２ ガイダー
２３ 空気ベアリング
２４ ステージ

Claims (15)

1. 表示板上の非晶質物質にレーザービームを照射するレーザーユニットを含む平板表示装置製造システムにおいて、前記レーザーユニットは、
   前記レーザービームを選択的に通過させるマスクと、
   前記マスクを通過したレーザービームを前記非晶質物質に照射するために縮小する縮小レンズ部と、
   前記レーザービームの焦点が結ばれる前記マスクと前記縮小レンズ部との間への外部気流の流入を遮断する遮断部とを有することを特徴とする平板表示装置製造システム。
2. 前記遮断部は、
   上部が開放されて下部が閉鎖された中空形状の外囲器を含み、
   前記外囲器の上部の開放部分は前記マスクに固定され、
   前記縮小レンズ部は前記外囲器の内部に位置することを特徴とする請求項１記載の平板表示装置製造システム。
3. 前記外囲器の内部は、所定の真空度に保持されることを特徴とする請求項２記載の平板表示装置製造システム。
4. 前記外囲器の内部は、不活性気体で満たされることを特徴とする請求項２に記載の平板表示装置製造システム。
5. 前記外囲器は、透明材質または半透明材質からなることを特徴とする請求項２記載の平板表示装置製造システム。
6. 前記外囲器は、不透明材質からなり、前記外囲器の下部に前記レーザービームが通過することができるビーム通過部が形成されることを特徴とする請求項２記載の平板表示装置製造システム。
7. 前記ビーム通過部は、前記外囲器の下部に形成され、前記レーザービームが通過する部位に形成される通過孔と、前記通過孔に形成され、前記通過孔を閉鎖する透明材質からなる窓部を含むことを特徴とする請求項６記載の平板表示装置製造システム。
8. 前記透明材質は、石英であることを特徴とする請求項７記載の平板表示装置製造システム。
9. 前記遮断部は、その上部及び下部が開放された中空形状の外囲器を含み、
   前記外囲器の上部の開放部分は前記マスクに固定され、
   前記外囲器の下部の開放部分は前記縮小レンズ部に固定されていることを特徴とする請求項１記載の平板表示装置製造システム。
10. 前記外囲器の内部は、所定の真空度に保持されることを特徴とする請求項９記載の平板表示装置製造システム。
11. 前記外囲器の内部は、不活性気体で満たされることを特徴とする請求項９記載の平板表示装置製造システム。
12. 請求項１記載の平板表示装置製造システムにおいて、前記非晶質物質が塗布された表示板を移送する移送ユニットをさらに含み、前記移送ユニットは、
    レールが形成されたフレームと、
    前記レールに沿って移動するガイダーと、
    前記レールと前記ガイダーとの間に形成され、前記ガイダーを前記レールから設定された距離だけ離隔させる空気ベアリングと、
    前記ガイダーに形成され、前記表示板が搭載されるステージとを含み、前記ステージの角部分には下向きに傾斜して形成された気流ガイダーを具備することを特徴とする平板表示装置製造システム。
13. 前記気流ガイダーは、曲面形状であることを特徴とする請求項１２記載の平板表示装置製造システム。
14. 非晶質物質が塗布された表示板を移送する移送ユニットと、前記非晶質物質にレーザービームを照射するレーザーユニットとを含む平板表示装置製造システムにおいて、前記移送ユニットは、
    レールが形成されたフレームと、
    前記レールに沿って移動するガイダーと、
    前記レールと前記ガイダーとの間に形成され、前記ガイダーを前記レールから設定された距離だけ離隔させる空気ベアリングと、
    前記ガイダーに形成され、前記表示板が搭載されるステージとを含み、前記ステージの角部分には下向きに傾斜して形成された気流ガイダーを具備することを特徴とする平板表示装置製造システム。
15. 非晶質物質が塗布された表示板を移送する移送ユニットと、前記非晶質物質にレーザービームを照射するレーザーユニットとを含む平板表示装置製造システムにおいて、前記レーザーユニットは、
    前記レーザービームを発生させるレーザー発生部と、
    前記発生したレーザービームのエネルギーの大きさを調節する調節レンズ部と、
    前記エネルギーの大きさが調節されたレーザービームを集束する集束レンズ部と、
    前記レーザービームを選択的に通過させるマスクと、
    前記マスクを通過したレーザービームを前記非晶質物質に照射するために設定された比率で縮小する縮小レンズ部と、
    前記レーザービームの焦点が結ばれる前記マスクと前記縮小レンズ部との間への外部気流の流入を遮断する遮断部を含み、前記遮断部は、
    上部が開放された中空形状の外囲器を含み、
    前記外囲器の上部の開放部分は前記マスクに固定され、
    前記縮小レンズ部は前記外囲器の内部に位置し、
    前記移送ユニットは、
    レールが形成されたフレームと、
    前記レールに相応するように形成され、前記レールに沿って移動するガイダーと、
    前記レールと前記ガイダーとの間に形成され、前記ガイダーを前記レールから所定の距離だけ離隔させる空気ベアリングと、
    前記ガイダーに形成され、前記表示板が搭載されるステージとを含み、
    前記ステージの角部分には下向きに傾斜して形成された気流ガイダーを具備することを特徴とする平板表示装置製造システム。
    

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