KR20070064157A - Optical device using laser - Google Patents

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KR20070064157A
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김동범
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Abstract

An optical device using a laser is provided to prevent a light control unit from being heated and deformed due to the peripheral light, by refracting and transmitting the peripheral light of the unnecessary laser beam through an optical member having high transmissivity and randomly dispersing energy of the peripheral light over a wide area. An optical device(100) using a laser is composed of a light generating unit(200) for generating a laser beam(210); a splitting unit(300) for splitting the laser beam along a predetermined axis; a light concentrating unit(400) for concentrating the laser beam split in the splitting unit; a light control unit(500) for directly transmitting a center light(220) of the laser beam collected at the light concentrating unit and transmitting a peripheral light(230) after refracting the peripheral light; and a projecting unit(600) for collecting and emitting the center light passing through the light control unit.

Description

레이저를 이용한 광학 장치{OPTICAL DEVICE USING LASER}Optical device using laser {OPTICAL DEVICE USING LASER}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치를 개략적인 개념을 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view showing a schematic concept of an optical device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 광 제어부를 나타낸 평면도이다. FIG. 2 is a plan view illustrating the light controller illustrated in FIG. 1.

도 3은 도 1에 도시된 영사부를 나타낸 평면도이다. 3 is a plan view illustrating the projection part illustrated in FIG. 1.

도 4는 도 1에 도시된 광학 부재의 일 실시예를 나타낸 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the optical member illustrated in FIG. 1.

도 5는 도 1에 도시된 광학 부재의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 5 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of the optical member shown in FIG. 1.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 광학 장치 200 : 광 발생부100: optical device 200: light generating unit

210 : 레이저광 220 : 중심광 210: laser light 220: center light

230 : 주변광 300 : 분할부 230: ambient light 300: division

400 : 집광부 410 : 이미지400: light collector 410: image

500 : 광 제어부 510 : 광학 부재500: light control unit 510: optical member

512 : 볼록 렌즈 600 : 영사부512: convex lens 600: projection part

700 : 에너지 조절부 800 : 스테이지700: energy control unit 800: stage

본 발명은 레이저를 이용한 광학 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저광에 의한 광 제어부의 변형을 방지하여 정밀성을 유지할 수 있는 레이저를 이용한 광학 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an optical device using a laser, and more particularly to an optical device using a laser that can maintain the precision by preventing deformation of the light control unit by the laser light.

일반적으로, 이동통신 단말기, 디지털 카메라, 노트북, 모니터 등 여러 가지 전자기기에는 영상을 표시하기 위한 표시장치가 구비된다. 표시장치로는 다양한 종류가 있으며, 특히, 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압에 의해 구동되는 액정표시장치(Liquid Crystal Display)가 널리 사용되고 있다. In general, various electronic devices such as mobile communication terminals, digital cameras, notebook computers, and monitors are provided with a display device for displaying an image. There are various types of display devices. In particular, liquid crystal displays, which are thin, light, and driven by low driving voltages, are widely used.

종래의 액정 표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 스위칭(switching) 소자로 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(Amorphous Silicon Thin Film Transistor; a-Si TFT)를 채용해 왔으나, 최근에는 고화질의 표시품질이 요구됨에 따라 동작속도가 빠른 다결정 실리콘 박막 트랜지스터(Poly Crystalline Silicon Thin Film Transistor; 이하, poly-Si TFT)를 많이 채용하고 있다.Conventional Liquid Crystal Display (LCD) has adopted Amorphous Silicon Thin Film Transistor (a-Si TFT) as a switching device, but recently, high quality display quality is required. Poly Crystalline Silicon Thin Film Transistors (hereinafter referred to as poly-Si TFTs), which have a high operating speed, are adopted.

이러한 poly-Si TFT에서 다결정 실리콘 박막을 형성하는 방법으로는 다결정 실리콘 박막을 직접 기판 상에 형성하는 방법과, 비정질 실리콘 박막을 기판 상에 형성시킨 후, 비정질 실리콘 박막을 열처리하여 다결정 실리콘 박막을 형성하는 방법 등이 있다.As a method of forming a polycrystalline silicon thin film from such a poly-Si TFT, a method of forming a polycrystalline silicon thin film directly on a substrate, forming an amorphous silicon thin film on a substrate, and then heat treating the amorphous silicon thin film to form a polycrystalline silicon thin film. How to do it.

일반적으로, 다결정 실리콘 박막을 형성하는 방법으로는 비정질 실리콘 박막을 열처리하여 다결정 실리콘 박막을 형성하는 방법이 주로 사용되며, 이와 같은 방법에는 레이저광이 이용된다. 레이저광은 수십 나노초(ns)의 순간적인 가열에 의해 비정질 실리콘 박막을 결정화시킨다. In general, as a method of forming a polycrystalline silicon thin film, a method of forming a polycrystalline silicon thin film by heat-treating an amorphous silicon thin film is mainly used, and a laser light is used in such a method. The laser light crystallizes the amorphous silicon thin film by instantaneous heating of tens of nanoseconds (ns).

레이저광은 별도의 광학 장치를 통해 얻어진다. 광학 장치는 레이저광을 발생시켜 비정질 실리콘 박막을 결정화하기에 적합한 에너지를 갖는 이미지로 변경시킨다. 보다 구체적으로, 광학 장치는 레이저광을 발생시켜 소정의 축을 따라 분할시킨 후, 불필요한 주변광을 잘라서, 비정질 실리콘 박막을 결정화시키기 적합한 에너지를 갖는 이미지의 레이저광을 발생시킨다. 여기서, 광학 장치는 주변광을 자르기 위하여 광 제어부를 필요로 한다. 광 제어부는 금속 재질인 필드 스탑(field stop)으로 이루어진다. The laser light is obtained through a separate optical device. The optical device generates a laser light and converts it into an image having an energy suitable for crystallizing the amorphous silicon thin film. More specifically, the optical device generates laser light and divides it along a predetermined axis, and then cuts out unnecessary ambient light to generate laser light of an image having energy suitable for crystallizing the amorphous silicon thin film. Here, the optical device needs a light controller to cut the ambient light. The light control unit is made of a field stop made of metal.

그러나, 필드 스탑은 금속 재질로 이루어져 주변광이 가지고 있는 에너지를 흡수하게 되고, 이로 인해 가열됨으로써, 변형되는 문제점이 있다. However, the field stop is made of a metal material to absorb the energy of the ambient light, thereby heating, there is a problem that is deformed.

또한, 필드 스탑은 마이크로단위까지 정밀하게 주변광을 잘라주어야 하기 때문에, 이러한 변형은 필드 스탑의 정밀성을 저하시키는 요인이 된다. In addition, since the field stop must cut out the ambient light precisely to a micro unit, such deformation is a factor that degrades the precision of the field stop.

따라서, 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 레이저광에 의한 주변광의 변형을 방지하여 정밀성을 유지할 수 있는 레이저를 이용한 광학 장치를 제공한다. Accordingly, in view of such a problem, the present invention provides an optical device using a laser that can prevent the deformation of the ambient light caused by the laser light and maintain precision.

상술한 본 발명의 일 특징에 따른 레이저를 이용한 광학 장치에 따르면, 레이저를 이용한 광학 장치는 광 발생부, 분할부, 집광부, 광 제어부 및 영사부를 포함한다. 상기 광 발생부는 레이저광을 발생시킨다. 상기 분할부는 상기 레이저광 을 소정의 축을 따라 분할시킨다. 상기 집광부는 상기 분할부에서 분할된 레이저광을 집광한다. 상기 광 제어부는 상기 집광부에서 집광된 레이저광의 중심광은 그대로 투과시키고, 주변광은 굴절시켜 투과시킨다. 상기 영사부는 상기 광 제어부를 투과한 상기 중심광을 집광하여 출사한다. According to the optical apparatus using the laser according to the above-described aspect of the present invention, the optical apparatus using the laser includes a light generating unit, a splitting unit, a light collecting unit, a light control unit, and a projection unit. The light generating unit generates laser light. The division part divides the laser light along a predetermined axis. The condenser condenses the laser light split by the dividing unit. The light control unit transmits the center light of the laser light collected by the light collecting unit as it is, and the ambient light is refracted and transmitted. The projection unit focuses and emits the central light transmitted through the light control unit.

상기 광 제어부는 상기 주변광을 굴절시키기 위한 광학 부재를 포함한다. The light controller includes an optical member for refracting the ambient light.

상기 광 제어부는 상기 중심광에 대응하여 개구된다. The light controller is opened corresponding to the center light.

이러한 레이저를 이용한 광학 장치에 따르면, 광 제어부가 레이저광의 중심광은 그대로 투과시키고, 주변광은 굴절시켜 투과시킴으로써, 레이저광에 의한 광 제어부의 변형을 방지하여 정밀성을 유지할 수 있다. According to the optical device using the laser, the light control unit transmits the center light of the laser light as it is, and the ambient light is refracted and transmitted, thereby preventing the deformation of the light control unit due to the laser light, thereby maintaining precision.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치를 개략적인 개념을 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view showing a schematic concept of an optical device according to an embodiment of the present invention.

도 1를 참조하면, 레이저를 이용한 광학 장치(100)는 광 발생부(200), 분할부(300), 집광부(400), 광 제어부(500) 및 영사부(600)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an optical apparatus 100 using a laser includes a light generator 200, a splitter 300, a light concentrator 400, a light controller 500, and a projection unit 600.

광 발생부(200)는 레이저광(210)을 발생시킨다. 레이저광(210)은 단파장, 고출력 및 고효율의 특징을 갖는 엑시머(excimer) 레이저광이 바람직하다. 엑시머 레이저광은 일 예로, 비활성 기체, 비활성기체 할로겐화물, 할로겐화 수은, 비활성기체 산화합물 및 다원자 엑시머 등에 의해 발생된다. 이때, 비활성 기체에는 Ar2, Kr2, Xe2 등이 있고, 비활성기체 할로겐화물에는 ArF, ArCl, KrF, KrCl, XeF, XeCl 등이 있고, 할로겐화 수은은 HgCl, HgBr, HgI 등이 있으며, 비활성기체 산화합물은 ArO, KrO, XeO 등이 있고, 다원자 엑시머는 Kr2F, Xe2F 등이 있다.The light generator 200 generates the laser light 210. The laser light 210 is preferably an excimer laser light having characteristics of short wavelength, high power and high efficiency. Excimer laser light is generated by, for example, an inert gas, an inert gas halide, a mercury halide, an inert gas acid compound, a polyatomic excimer, or the like. At this time, the inert gas is Ar2, Kr2, Xe2 and the like, the inert gas halides are ArF, ArCl, KrF, KrCl, XeF, XeCl and the like, the mercury halide is HgCl, HgBr, HgI and the like, inert gas acid compound And ArO, KrO, XeO, and the like, and polyatomic excimers include Kr2F and Xe2F.

엑시머 레이저광의 파장은 200 nm 내지 400 nm 의 범위를 갖고, 바람직하게는 250 nm 또는 308 nm 이다. 엑시머 레이저광의 주파수는 300 Hz 내지 6000 Hz 의 범위를 갖고, 바람직하게는 4000 Hz 내지 6000 Hz 이다. The wavelength of the excimer laser light is in the range of 200 nm to 400 nm, preferably 250 nm or 308 nm. The frequency of the excimer laser light is in the range of 300 Hz to 6000 Hz, preferably 4000 Hz to 6000 Hz.

분할부(300)는 레이저광(210)을 소정의 축을 따라 분할시킨다. 분할부(300)는 일 예로, 일면이 볼록한 형상을 가지면서 투명한 재질인 두 장의 볼록판이 겹쳐져서 형성된다. 구체적으로, 두 장의 볼록판 중 하나는 길이 방향을 따라 연장된 아치 형상의 볼록 부재들이 서로 연접한 형상을 가지고, 다른 하나는 길이 방향에 수직한 방향을 따라 연장된 아치 형상의 볼록 부재들이 서로 연접한 형상을 갖는다. 따라서, 분할부(300)는 입사되는 레이저광(210)을 제1 및 제2 볼록 부재들에 의해 분할하여 소정의 축을 따라 출사시킨다. The divider 300 divides the laser light 210 along a predetermined axis. The division part 300 is, for example, is formed by overlapping two convex plates, each having a convex shape on one surface and a transparent material. Specifically, one of the two convex plates has a shape in which the arch-shaped convex members extending in the longitudinal direction are in contact with each other, and the other is the arc-shaped convex members extending in the direction perpendicular to the longitudinal direction in contact with each other. It has a shape. Accordingly, the dividing unit 300 divides the incident laser light 210 by the first and second convex members and emits the light along a predetermined axis.

집광부(400)는 분할부(300)에서 분할된 레이저광(210)을 집광한다. 집광부(400)는 레이저광(210)을 광 제어부(500)에 입사되기 전에 초점(F)이 형성되도록 하여 레이저광(210)의 이미지(410)를 보다 확장시킨다. 이는, 레이저광(210)이 광 제어부(500)에 형성될 개구부(520)를 전체적으로 커버하기 위해서이다. The condenser 400 condenses the laser light 210 divided by the dividing unit 300. The light concentrator 400 expands the image 410 of the laser light 210 by allowing the focal point F to be formed before the laser light 210 is incident on the light controller 500. This is for the laser beam 210 to cover the opening 520 to be formed in the light controller 500 as a whole.

집광부(400)는 일 예로, 분할부(300)의 볼록판과 동일한 구조를 가지지만, 분할부(300)와는 달리 집광부(400)의 길이 방향을 따라 연장된 아치 형상의 볼록 부재들을 갖는 한 장의 볼록판으로만 이루어진다. For example, the light concentrator 400 may have the same structure as that of the convex plate of the dividing unit 300, but unlike the dividing unit 300, the condensing members may extend in the longitudinal direction of the light concentrating unit 400. It consists only of the convex board of the intestine

광 제어부(500)는 집광부(400)에서 집광된 레이저광(210) 중 실질적으로 공정에 이용되는 중심광(220)은 그대로 투과시키고, 불필요한 주변광(230)은 중심광(220)에 영향을 미치지 않는 영역으로 굴절시켜 투과시킨다. The light controller 500 transmits the center light 220 substantially used in the process of the laser light 210 collected by the light concentrator 400 as it is, and the unnecessary ambient light 230 affects the center light 220. It is refracted to an area that does not affect the transmission.

광 제어부(500)는 레이저광(210)의 주변광(230)을 굴절시키기 위한 광학 부재(510)를 포함한다. 광학 부재(510)는 투과율이 매우 높은 재질로 이루어진다. 이는, 레이저광(210)이 높은 에너지를 가지고 있어, 광학 부재(510)가 투과율이 저조하면 레이저광(210)에 의해 가열되고, 이로 인해 광학 부재(510)가 변형될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 광학 부재(510)는 유리 재질로 이루어진다. The light controller 500 includes an optical member 510 for refracting the ambient light 230 of the laser light 210. The optical member 510 is made of a material having a very high transmittance. This is because the laser light 210 has a high energy, so that the optical member 510 is heated by the laser light 210 when the transmittance is low, and thus the optical member 510 may be deformed. For example, the optical member 510 is made of glass.

광학 부재(510)는 레이저광(210)의 주변광(230)을 중심광(220)이 투과되는 영역을 제외한 넓은 면적을 따라 분포시켜 에너지를 분산시킨다. 이는, 주변광(230)이 실질적인 공정에 영향을 주지 못하게 하기 위함이다. The optical member 510 distributes energy by distributing the ambient light 230 of the laser light 210 along a large area except for the region through which the central light 220 is transmitted. This is to prevent the ambient light 230 from affecting the actual process.

또한, 광 제어부(500)는 레이저광(210)의 중심광(220)에 대응하여 개구된 개구부(520)를 포함한다. 개구부(520)는 광학 부재(510)에 의해 둘러 싸인 직사각형 형상을 가지며, 레이저광(210)의 중심광(220)을 그대로 투과시킨다. 즉, 광 제어부(500)에 입사되는 레이저광(210)은 광학 부재(510)와 개구부(520)의 경계면에서 중심광(220)과 주변광(230)이 분리된다. In addition, the light control part 500 includes an opening 520 opened corresponding to the center light 220 of the laser light 210. The opening 520 has a rectangular shape surrounded by the optical member 510, and transmits the central light 220 of the laser light 210 as it is. That is, in the laser light 210 incident to the light controller 500, the center light 220 and the ambient light 230 are separated from the interface between the optical member 510 and the opening 520.

따라서, 광 제어부(500)는 투과율이 높은 광학 부재(510)를 통해 불필요한 레이저광(210)의 주변광(230)을 굴절시켜 투과시키고, 또한 넓은 면적에 대하여 주변광(230)의 에너지를 랜덤하게 분산시킴으로써, 주변광(230)으로 인하여 광 제어부(500)가 가열되어 변형되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 광 제어부(500)의 변형 을 방지하여 마이크로미터 단위까지 정밀하게 중심광(220)과 주변광(230)을 구분할 수 있으므로, 광 제어부(500)의 정밀성을 유지할 수 있다. Accordingly, the light control unit 500 refracts and transmits the unnecessary light 230 of the unnecessary laser light 210 through the optical member 510 having a high transmittance, and also randomizes the energy of the ambient light 230 over a large area. In this way, the light control unit 500 may be prevented from being heated and deformed due to the ambient light 230. In addition, since the center light 220 and the ambient light 230 may be precisely distinguished by the micrometer unit by preventing the deformation of the light control unit 500, the precision of the light control unit 500 may be maintained.

영사부(600)는 광 제어부(500)를 투과한 중심광(220)을 집광하여 줄사한다. 즉, 영사부(600)는 레이저광(210)의 중심광(220)이 실질적으로 공정을 수행할 수 있는 에너지 수준을 갖도록 집광시킨다. 영사부(600)에는 일 예로, 광 제어부(500)에서 투과한 중심광(220)에 대응한 영역에만 아치형상의 볼록 부재가 형성된다. 이는, 영사부(600)가 레이저광(210)에서 투과된 중심광(220)에 대해서만 집광하고, 주변광(230)에 대해서는 그대로 투과만 시킴으로써, 상대적으로 매우 낮은 수준인 주변광(230)의 에너지를 유지하기 위해서이다. The projection unit 600 condenses and transmits the central light 220 transmitted through the light control unit 500. That is, the projection unit 600 condenses the central light 220 of the laser light 210 to have an energy level that can substantially perform the process. For example, an arcuate convex member is formed in the projection unit 600 only in a region corresponding to the center light 220 transmitted by the light control unit 500. This is because the projection unit 600 focuses only on the central light 220 transmitted by the laser light 210 and transmits only the ambient light 230 as it is, thereby relatively low energy of the ambient light 230. To maintain.

또한, 레이저를 이용한 광학 장치(100)는 광 발생부(200)와 분할부(300) 사이에 배치되며, 광 발생부(200)에서 발생된 레이저광(210)의 에너지를 조절하는 에너지 조절부(700)를 더 포함한다. 에너지 조절부(700)에서는 사용자에 의해 기준값을 설정된다. 기준값은 일 예로, 100mJ 내지 900mJ 범위내에서 결정된다. In addition, the optical device 100 using the laser is disposed between the light generator 200 and the splitter 300, the energy control unit for adjusting the energy of the laser light 210 generated by the light generator 200 And further includes 700. In the energy controller 700, a reference value is set by the user. The reference value is determined, for example, within the range of 100 mJ to 900 mJ.

한편, 레이저를 이용한 광학 장치(100)는 영사부(600)의 하부에 배치되어 레이저광(210)을 이용하여 작업하고자하는 대상물을 고정하는 스테이지(800)를 더 포함할 수 있다. 스테이지(800)의 하부에는 별도의 이동 장치를 연결하여 대상물을 x축 또는 y축으로 이동시킬 수 있다. The optical apparatus 100 using the laser may further include a stage 800 disposed below the projection unit 600 to fix an object to be worked on using the laser light 210. The lower portion of the stage 800 may be connected to a separate moving device to move the object on the x-axis or y-axis.

이상에서 설명한 레이저를 이용한 광학 장치(100)는 일 예로, 액정을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널의 다결정 박막 트랜지스터(Poly Crystalline Silicon Thin Film Transistor ; poly-Si TFT)의 제작에 사용될 수 있다. The optical apparatus 100 using the laser described above may be used, for example, in the manufacture of a polycrystalline thin film transistor (poly-Si TFT) of a liquid crystal display panel displaying an image using a liquid crystal.

이하, poly-Si TFT의 제작 과정을 간단히 설명하여 본 발명에 의한 광학 장치(100)가 사용되는 용도를 설명하고자 한다. Hereinafter, the manufacturing process of the poly-Si TFT will be briefly described to explain the use of the optical device 100 according to the present invention.

poly-Si TFT는 다결정 실리콘 박막을 직접 기판 상에 형성하거나, 비정질 실리콘 박막을 기판 상에 형성시킨 후, 비정질 실리콘 박막을 열처리하여 다결정 실리콘 박막을 형성함으로써, 제작된다. The poly-Si TFT is fabricated by directly forming a polycrystalline silicon thin film on a substrate or by forming an amorphous silicon thin film on a substrate and then heat treating the amorphous silicon thin film to form a polycrystalline silicon thin film.

이러한 poly-Si TFT의 제작 방법 중 본 발명에 의한 광학 장치(100)는 비정질 실리콘 박막을 열처리하여 다결정 실리콘 박막으로 결정화시킴으로써, poly-Si TFT가 제작되는 과정에 이용된다. The optical device 100 according to the present invention of the poly-Si TFT manufacturing method is used in the process of manufacturing a poly-Si TFT by heat-treating the amorphous silicon thin film to crystallize it into a polycrystalline silicon thin film.

비정질 실리콘 박막을 열처리하여 poly-Si TFT를 제작하는 과정을 간단히 설명하면, 먼저, 비정질 실리콘 박막에 광 에너지를 공급하여 비정질 실리콘 박막의 일부를 순간적으로 용융시킨다. 이어서, 용융된 상기 비정질 실리콘 박막은 급속히 고상 결정화(solid phase crystallization)를 일으키고, 그 결과 다결정 실리콘(poly crystalline silicon, p-Si)으로 구성된 다결정 실리콘 박막이 형성된다. 이러한 공정은 마이크로미터 단위까지 광 에너지가 공급되는 영역을 제어해야 하는 매우 정밀한 작업이다. The process of manufacturing the poly-Si TFT by heat-treating the amorphous silicon thin film will be briefly described. First, a part of the amorphous silicon thin film is instantaneously melted by supplying light energy to the amorphous silicon thin film. Subsequently, the molten amorphous silicon thin film rapidly causes solid phase crystallization, resulting in a polycrystalline silicon thin film composed of poly crystalline silicon (p-Si). This process is a very precise task that must control the area where light energy is supplied down to the micrometer level.

여기서, 비정질 실리콘 박막을 열처리하여 다결정 실리콘 박막이 결정화되기 위해서는 상대적으로 높은 에너지가 필요하다. 예를 들어, 에너지가 800mJ 이상이 되면 결정화가 모든 영역에 있어서, 본격적으로 일어나고, 100mJ 내지 800mJ 이면, 결정화가 일부 영역에 대해서만 부분적으로 일어나고, 100mJ 이하이면, 비정질 실리콘 박막을 결정화시키지 못하여 상쇄되게 된다. Here, in order to crystallize the polycrystalline silicon thin film by heat treating the amorphous silicon thin film, relatively high energy is required. For example, if the energy is 800 mJ or more, crystallization takes place in all regions, and if it is 100 mJ to 800 mJ, crystallization partially occurs only in some regions, and if it is 100 mJ or less, the amorphous silicon thin film cannot be crystallized and canceled out. .

한편, 본 발명에 의한 광학 장치(100)의 레이저광(210)은 영사부(600)를 통해 최종적으로 스테이지(800)에 중심광(220)와 주변광(230)으로 나누어져 서로 다로 다른 에너지를 가지면서 출사된다. 중심광(220)은 영사부(600)에서 집광됨으로써, 800mJ 이상의 에너지를 가지게 되고, 주변광(230)은 100mJ 이하의 상대적으로 낮은 수준의 에너지를 가지게 된다. 여기서, 일부 주변광(230)은 소정의 차이로 100mJ 이상이 출사될 수 있으며, 이는 미흡하지만 일부 비정질 실리콘 박막을 결정화시킬 수 있다. On the other hand, the laser light 210 of the optical device 100 according to the present invention is finally divided into the center light 220 and the ambient light 230 to the stage 800 through the projection unit 600 to different energy from each other. It is emitted while having. Since the central light 220 is focused by the projection unit 600, the central light 220 has an energy of 800 mJ or more, and the ambient light 230 has a relatively low level of energy of 100 mJ or less. Here, some ambient light 230 may emit more than 100mJ with a predetermined difference, which is insufficient but may crystallize some amorphous silicon thin film.

이와 같은 레이저광(210)의 중심광(220)은 비정질 실리콘 박막을 본격적으로 결정화시키고, 주변광(230)은 비정질 실리콘 박막을 결정화시키지 못하고, 흡수되어 상쇄된다. The central light 220 of the laser light 210 crystallizes the amorphous silicon thin film in earnest, and the ambient light 230 does not crystallize the amorphous silicon thin film, and is absorbed and offset.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 광학 장치(100)의 레이저광(210)중 주변광(230)은 광 제어부(500)의 광학 부재(510)를 투과하여 비정질 실리콘 박막에 흡수됨으로써, 주변광(230)으로 인한 광 제어부(500)의 가열을 방지하고, 이로 인해 광 제어부(500)의 정밀성을 유지할 수 있다. 따라서, 광학 장치(100)는 비정질 실리콘 박막을 결정화하기 위한 적합한 레이저광(210)의 형상 및 에너지 상태를 장기적으로 정밀하게 유지할 수 있다. As described above, the ambient light 230 of the laser light 210 of the optical device 100 according to the present invention passes through the optical member 510 of the light control unit 500 and is absorbed by the amorphous silicon thin film, whereby It is possible to prevent heating of the light control unit 500 due to the light 230, thereby maintaining the precision of the light control unit 500. Thus, the optical device 100 can precisely maintain the shape and energy state of a suitable laser light 210 for crystallizing an amorphous silicon thin film in the long term.

도 2는 도 1에 도시된 광 제어부를 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 영사부를 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 광학 부재의 일 실시예를 나타낸 단면도이다. FIG. 2 is a plan view illustrating the light control unit illustrated in FIG. 1, FIG. 3 is a plan view illustrating the projection unit illustrated in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the optical member illustrated in FIG. 2.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 광 제어부(500)는 볼록 렌즈(512)로 이루어진 광학 부재(510)를 포함한다.2 to 4, the light controller 500 includes an optical member 510 formed of a convex lens 512.

광 제어부(500)에 입사되는 레이저광(210)은 중심부에서 주변부으로 갈수록 에너지가 낮아지며, 이를 위치에 따라 나타내면, 제1 패턴(240)과 같이 종 형상을 갖는다. The energy of the laser light 210 incident to the light controller 500 is lowered from the center to the periphery, and when the laser light 210 is displayed according to the position, the laser light 210 has a longitudinal shape as in the first pattern 240.

광학 부재(510)는 레이저광(210)의 주변광(230)에 대응되는 영역에 배치된다. 광학 부재(510)는 양면이 볼록한 볼록 렌즈(512)로 이루어져 주변광(230)을 분산시킨다. 이는, 주변광(230)을 최대한 상쇄시키기 위하여 넓은 면적으로 분산시켜 에너지를 낮추기 위해서이다. 이와 달리, 광학 부재(510)는 어느 일면만 볼록한 볼록 렌즈(512)로 이루어질 수 있다.The optical member 510 is disposed in an area corresponding to the ambient light 230 of the laser light 210. The optical member 510 is formed of a convex lens 512 having both sides convex to disperse the ambient light 230. This is to lower energy by dispersing a large area in order to offset the ambient light 230 as much as possible. On the contrary, the optical member 510 may be formed of a convex lens 512 in which only one surface thereof is convex.

이와 같이, 광학 부재(510)를 투과한 레이저광(210)은 중심광(220)과 주변광(230)에 따라 서로 다른 에너지 준위를 가지며, 이를 개념적으로 나타내면 제2 패턴(250)과 같이 나타난다. 제2 패턴(250)은 중심광(220)에 대응되는 제1 피크(252) 및 주변광(230)에 대응되는 제2 피크(254)를 갖는다. As such, the laser light 210 transmitted through the optical member 510 has different energy levels according to the center light 220 and the ambient light 230, and conceptually, the laser light 210 appears as the second pattern 250. . The second pattern 250 has a first peak 252 corresponding to the center light 220 and a second peak 254 corresponding to the ambient light 230.

제1 피크(252)는 광학 부재(510)에 의해 양 측부의 에너지 준위가 명확하게 구분되고, 중심광(220)에 대응되는 영역에는 거의 일정한 에너지 준위를 가짐을 의미한다. 제2 피크(254)는 제1 피크(252)와 동일한 개념의 에너지 준위를 가지지만, 제1 피크(252)보다 전체적으로 낮은 에너지를 가짐을 의미한다. The first peak 252 means that the energy levels of both sides are clearly distinguished by the optical member 510, and the energy of the first peak 252 has an almost constant energy level in the region corresponding to the center light 220. The second peak 254 has the same energy level as that of the first peak 252, but the energy of the second peak 254 is lower than that of the first peak 252.

따라서, 광 제어부(500)는 볼록 렌즈(512)로 이루어진 광학 부재(510)를 통해 레이저광(210)의 주변광(230)을 굴절시켜 투과시킴으로써, 레이저광(210)에 의한 광학 부재(510)의 가열을 방지할 수 있다. 이로 인해, 광학 부재(510)의 변형 을 방지하여 최초 광학 부재(510)를 투과한 레이저광(210)의 상태를 그대로 유지할 수 있다. Therefore, the light controller 500 refracts and transmits the ambient light 230 of the laser light 210 through the optical member 510 formed of the convex lens 512, thereby transmitting the optical member 510 by the laser light 210. ) Heating can be prevented. For this reason, the deformation of the optical member 510 can be prevented and the state of the laser beam 210 transmitted through the first optical member 510 can be maintained as it is.

도 5는 도 2에 도시된 광학 부재의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 5 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of the optical member shown in FIG. 2.

도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 광 제어부(500)는 프리즘(532)으로 이루어진 광학 부재(530)를 포함한다.2, 3, and 5, the light controller 500 includes an optical member 530 formed of a prism 532.

광학 부재(530)는 일면에 프리즘 패턴이 형성된 프리즘(512)으로 이루어져 주변광(230)을 분산시킨다. 이는, 주변광(230)을 최대한 상쇄시키기 위하여 넓은 면적으로 분산시켜 에너지를 낮추기 위해서이다. 이와 달리, 광학 부재(530)는 양 면에 프리즘 패턴이 형성된 프리즘(532)으로 이루어질 수 있다.The optical member 530 is composed of a prism 512 having a prism pattern formed on one surface thereof to disperse the ambient light 230. This is to lower energy by dispersing a large area in order to offset the ambient light 230 as much as possible. Alternatively, the optical member 530 may be formed of a prism 532 having a prism pattern formed on both surfaces thereof.

이와 같이, 광학 부재(530)를 투과한 레이저광(210)은 중심광(220)과 주변광(230)에 따라 서로 다른 에너지 준위를 가지며, 이를 개념적으로 나타내면 제2 패턴(270)과 같다. 제2 패턴(270)은 중심광(220)에 대응되는 제1 피크(272) 및 주변광(230)에 대응되는 제2 피크(274)를 갖는다. As described above, the laser light 210 transmitted through the optical member 530 has different energy levels according to the center light 220 and the ambient light 230. The second pattern 270 has a first peak 272 corresponding to the center light 220 and a second peak 274 corresponding to the ambient light 230.

따라서, 광 제어부(550)는 프리즘(532)으로 이루어진 광학 부재(530)를 통해 레이저광(210)의 주변광(230)을 굴절시켜 투과시킴으로써, 레이저광(210)에 의한 광학 부재(530)의 가열을 방지할 수 있다. Accordingly, the light controller 550 refracts and transmits the ambient light 230 of the laser light 210 through the optical member 530 including the prism 532, thereby causing the optical member 530 to be caused by the laser light 210. Heating can be prevented.

이와 같은 레이저를 이용한 광학 장치에 따르면, 광학 장치는 광 제어부가 투과율이 높은 광학 부재를 통해 불필요한 레이저광의 주변광을 굴절시켜 투과시키고, 또한 넓은 면적에 대하여 주변광의 에너지를 랜덤하게 분산시킴으로써, 주변광 으로 인하여 광 제어부가 가열되어 변형되는 것을 방지할 수 있다. According to the optical device using such a laser, the optical device includes a light control unit that refracts and transmits unnecessary laser light through an optical member having a high transmittance, and also randomly disperses ambient energy over a large area. As a result, the light control unit may be prevented from being heated and deformed.

또한, 광 제어부가 변형이 방지되어 마이크로미터 단위까지 정밀하게 레이저광을 중심광과 주변광으로 구분할 수 있으므로, 광 제어부의 정밀성을 유지할 수 있다. In addition, since the light control unit is prevented from deformation, the laser light can be accurately divided into the center light and the ambient light up to the micrometer level, thereby maintaining the precision of the light control unit.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the detailed description of the present invention described above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art will have the idea of the present invention described in the claims to be described later. And it will be understood that various modifications and changes of the present invention can be made without departing from the scope of the art.

Claims (6)

레이저광을 발생시키는 광 발생부;A light generator for generating laser light; 상기 레이저광을 소정의 축을 따라 분할시키는 분할부;A divider for dividing the laser light along a predetermined axis; 상기 분할부에서 분할된 레이저광을 집광하는 집광부; A light condenser condensing the laser light split by the dividing unit; 상기 집광부에서 집광된 레이저광의 중심광은 그대로 투과시키고, 주변광은 굴절시켜 투과시키는 광 제어부; 및A light control unit for transmitting the center light of the laser light collected by the light collecting unit as it is, and refracting and transmitting the ambient light; And 상기 광 제어부를 투과한 상기 중심광을 집광하여 출사하는 영사부를 포함하는 레이저를 이용한 광학 장치.And a projection unit for condensing and emitting the central light transmitted through the light control unit. 제1항에 있어서, 상기 광 제어부는 상기 주변광을 굴절시키기 위한 광학 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 광학 장치.The optical device using a laser according to claim 1, wherein the light control part includes an optical member for refracting the ambient light. 제2항에 있어서, 상기 광학 부재는 볼록 렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 광학 장치.The optical device using a laser according to claim 2, wherein the optical member is made of a convex lens. 제2항에 있어서, 상기 광학 부재는 프리즘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 광학 장치.The optical device using a laser according to claim 2, wherein the optical member is made of a prism. 제1항에 있어서, 상기 광 제어부는 상기 중심광에 대응하여 개구된 것을 특 징으로 하는 레이저를 이용한 광학 장치.The optical device using a laser according to claim 1, wherein the light control unit is opened corresponding to the center light. 제1항에 있어서, 상기 광 발생부와 상기 분할부 사이에 배치되며, 상기 광 발생부에서 발생된 레이저광의 에너지를 조절하는 에너지 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 광학 장치.The optical device using a laser of claim 1, further comprising an energy control unit disposed between the light generation unit and the division unit to adjust energy of laser light generated by the light generation unit.
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