KR20080013460A - 표시판의 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 표시판의 제조 장치는 챔버, 챔버 내에 마련되어 있으며, 비정질 실리콘 박막이 형성되어 있는 표시판을 고정하는 고정부, 그리고 챔버 내에 마련되어 있으며, 표시판과 접촉 또는 이격하는 결정 유도 금속 부재를 포함하는 가압부를 포함한다. 이에 의해 비정질 실리콘 박막으로부터 다결정 실리콘 박막으로 용이하게 제조할 수 있으며, 다결정 실리콘 박막의 결정 배향을 조절하여 표시판의 전기적 특성을 향상할 수 있다.
챔버, 고정부, 가압부, 결정 유도 금속 부재, 접촉 패턴

Description

표시판의 제조 장치{APPARATUR FOR MANUIFACTURING DISPLAY PANEL}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시판의 제조 장치의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장치의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장치의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장치의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 절연 기판 2: 비정질 실리콘 박막
3: 절연막 5: 챔버
10: 고정부 20, 21, 22: 가압부
23: 지지 부재 24: 열선
25: 이송 부재 27: 결정 유도 금속 부재
28: 접촉 패턴 30: 자외선광 조사부
본 발명은 표시판의 제조 장치에 관한 것이다.
최근 기존의 브라운관을 대체하여 액정 표시 장치, 유기 전계 발광 장 치(OLED) 및 전기 영동 표시 장치(electroporetic display) 등의 평판(flat panel)형 표시 장치가 많이 사용되고 있다.
액정 표시 장치, 유기 전계 발광 장치 및 전기 영동 표시 장치는 각각 화상을표시하는 표시판을 포함한다.
표시판은 절연 기판 위에 행렬의 형태의 화소 전극 및 각 화소 전극에 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 포함한다.
박막 트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극 및 반도체층을 포함한다. 반도체층은 통상 비정질 실리콘 박막 또는 다결정 실리콘 박막으로 이루어져 있다. 이 중 다결정 실리콘 박막은 제조가 복잡한 단점이 있으나 비정질 실리콘 박막에 비해 전하의 이동도가 높고 전기적 특성이 좋은 장점이 있다.
다결정 실리콘 박막을 제조하는 방법 중 하나로 MICC(metal induced crystallization with capping layer)법이 있다. MICC법에 의한 다결정 실리콘 박막의 제조 방법을 살펴보면 우선 비정질 실리콘 박막 위에 형성된 절연막인 capping layer에 결정 성장을 유도하는 시드(seed)인 니켈 등의 금속을 스퍼터링이나 스핀 코팅에 의해 형성한다. 그런 다음 열처리를 하면 니켈 등의 금속이 비정질 실리콘 박막의 결정 성장을 유도하는 시드(seed)가 되어 결정 성장을 통해 다결정 실리콘 박막이 제조되게 된다.
그러나 MICC법은 비정질 실리콘 박막의 결정 성장 유도를 위해 절연막에 니켈 등의 금속을 스퍼터링이나 스핀 코팅을 통해 형성하여야 하기 때문에 공정이 복 잡하고 제조 시간 및 비용이 많이 들어 제조 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 또한 MICC법은 결정 성장을 통해 형성되는 다결정 실리콘 박막의 결정 방향을 정확하게 조절할 수 없어 전기적 특성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하여 비정질 실리콘 박막으로부터 다결정 실리콘 박막으로 용이하게 제조할 수 있으며, 다결정 실리콘 박막의 결정 방향을 조절하여 표시판의 전기적 특성을 향상할 수 있는 표시판의 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 표시판의 제조 장치는 챔버, 상기 챔버 내에 마련되어 있으며, 비정질 실리콘 박막이 형성되어 있는 표시판을 고정하는 고정부, 그리고 상기 챔버 내에 마련되어 있으며, 상기 표시판과 접촉 또는 이격하는 결정 유도 금속 부재를 포함하는 가압부를 포함한다.
상기 결정 유도 금속 부재는 판형이며, 상기 가압부는, 상기 결정 유도 금속 부재를 지지하는 지지 부재, 그리고 상기 지지 부재가 상기 표시판과 접촉 또는 이탈하도록 상기 지지 부재를 이송하는 이송 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 결정 유도 금속 부재는 니켈(Ni)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 결정 유도 금속 부재는 소정 간격으로 접촉 패턴이 형성되어 있을 수 있다.
상기 결정 유도 금속 부재는 소정의 결정 방향을 가질 수 있다.
상기 결정 방향은 (001) 방향을 가질 수 있다.
상기 가압부는 발열 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 발열 부재는 상기 지지 부재의 내부에 형성되어 있는 열선을 포함할 수 있다.
상기 챔버 내에 형성되어 있으며 상기 표시판에 자외선광을 조사하는 자외선광 조사부를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 표시판의 제조 장치에 대하여 설명한다.
먼저 본 발명의 한 실시예에 따른 표시판의 제조 장치에 대하여 도 1을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시판의 제조 장치의 단면도이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시판의 제조 장치는 챔버(5), 표시판을 고정하는 고정부(10) 및 표시판을 가압하는 가압부(20)를 포함한다.
먼저 제조 중에 있는 표시판을 설명한다.
표시판은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판(1) 위에 순차적으로 형성되어 있는 비정질 실리콘 박막(2) 및 절연막(3)을 포함한다.
비정질 실리콘 박막(2)은 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition) 등의 방법으로 절연 기판(1) 위에 형성되어 있다. 비정질 실리콘 박막(2)은 절연막(3)을 사이에 두고 결정 유도 금속 부재(27)와의 접촉을 통한 결정 성장을 통해 다결정 실리콘 박막이 된다.
도 1에서 비정질 실리콘 박막(2)은 평탄하게 도시되어 있으나, 사진 식각 공정을 통해 패턴이 형성된 경우 단차를 가질 수 있다.
비정질 실리콘 박막(2) 위에 형성되어 있는 절연막(3)은 무기 물질인 산화 규소(SiO2) 또는 질화 규소(SiNx) 따위로 단일층 또는 복수층으로 형성되어 있다. 절연막(3)은 비정질 실리콘 박막(2)의 산화를 방지하고, 결정 유도 금속 부재(27)로부터 비정질 실리콘 박막(2)으로 확산에 의해 유입되는 금속 이온의 양을 조절한다. 절연막(3)은 챔버(5) 내에 산소를 제거하고 챔버 내의 온도를 조절하여 금속 이온의 확산 속도를 조절하는 경우 형성되지 않아도 무방하다.
이어서 다시 본 발명의 한 실시예에 따른 표시판의 제조 장치에 대해 설명한다.
챔버(5)는 표시판의 제조시 압력, 온도 등을 조절하며 불순물 유입 방지를 위해 외부와 차단된 공간부를 제공한다.
챔버(5) 내의 하부에 형성되어 있는 고정부(10)는 표시판을 안착 고정하여 제조 과정에서 표시판의 불필요한 유동을 방지한다.
고정부(10)의 상부에는 지지 부재(23), 이송 부재(25) 및 결정 유도 금속 부재(27)를 포함하는 가압부(20)가 위치하고 있다. 가압부(20)는 다결정 실리콘 박막의 성장 과정에서 결정 유도 금속 부재(27)가 표시판의 절연막(3)과 접촉 상태를 유지하도록 결정 유도 금속 부재(27)에 압력을 제공한다. 가압부(20)의 초기 위치는 고정부(10)의 상부에 위치하지 않아도 무방하다.
지지 부재(23)는 판형으로 마련되어 있으며, 하부면에 결정 유도 금속 부재(27)의 상부면이 부착되어 결정 유도 금속 부재(27)를 지지 고정하고 있다. 지지 부재(23)는 결정 유도 금속 부재(27)의 형상에 따라 판형이 아니라 다른 형태로의 변형이 가능하다.
이송 부재(25)는 지지 부재(23)의 상부와 연결되어 있으며, 지지 부재(23)를 고정부(10)에 대해 상대 접근 또는 이격시킨다. 이송 부재(25)가 고정부(10)에 대해 상대 접근하게 되면 결정 유도 금속 부재(27)는 고정부(10)에 의해 고정되어 있는 표시판에 접촉하게 된다. 이송 부재(25)는 본 실시예와 달리 고정부(10)에 연결되어 고정부(10)를 지지 부재(23)에 대해 상대 접근 또는 이격시켜도 무방하다.
지지 부재(23)에 의해 지지 고정되고 있는 결정 유도 금속 부재(27)는 지지 부재(23)와 마찬가지로 판형으로 마련되어 있다. 결정 유도 금속 부재(27)는 니켈 또는 니켈 함금으로 이루어져 있으나 결정 성장을 위한 시드(seed)로 작용할 수 있 으면 다른 금속 재질로 대체되어도 무방하다. 결정 유도 금속 부재(27)는 이송 부재(25)의 접근 구동에 의해 절연막(3)의 상부 표면과 접촉한다. 결정 유도 금속 부재(27)가 절연막(3)에 접촉한 후 확산 효율 증대를 위해 챔버(5) 내부에 열 또는 빛 에너지가 공급되면 결정 유도 금속 부재(27)의 니켈 등의 금속 이온이 절연막(3)을 확산에 의해 통과하여 비정질 실리콘 박막(2)으로 이동하게 된다.
비정질 실리콘 박막(2)으로 이동한 금속 이온은 비정질 실리콘 박막(2)의 결정 성장을 위한 시드(seed)로 작용하게 된다. 이를 통해 비정질 실리콘 박막(2)은 결정이 성장하면서 전기적 특성이 향상된 다결정 실리콘 박막으로 변화하게 된다.
또한, 결정 유도 금속 부재(27)는 소정의 결정 방향을 가지며, 본 실시예에서는 결정 방향이 (001) 방향이다. 시드(seed)로 작용하는 금속 이온을 공급하는 결정 유도 금속 부재(27)가 소정의 결정 방향을 가지게 되면 결정 성장을 통해 형성되는 다결정 실리콘 박막도 소정의 결정 방향을 가지게 된다. 즉 결정 유도 금속 부재(27)의 결정 방향을 조절함으로써 다결정 실리콘 박막의 결정 방향을 조절할 수 있다. 다결정 실리콘 박막이 소정의 결정 방향을 가지면 이방성 특징으로 인해 특정 방향으로의 전기적 특성이 더욱 향상된다.
이처럼 본 발명의 한 실시예에 따른 표시판의 제조 장치에 의하면 비정질 실리콘 박막으로부터 다결정 실리콘 박막을 용이하게 제조할 수 있으며, 제조되는 다결정 실리콘 박막의 결정 방향의 조절이 가능하여 표시판의 전기적 특성을 더욱 향상할 수 있다.
이하에서는 도 2에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장 치에 대해 도 1에 도시한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시판의 제조 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 2에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장치는 결정 유도 금속 부재(27)의 표면에 소정 간격으로 돌출된 접촉 패턴(28)이 형성되어 있는 것을 제외하고는 도 1에 도시한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시판의 제조 장치와 동일하다.
가압부(21)에 의한 가압 과정에서 돌출된 접촉 패턴(28)만이 절연막(3)과 접촉하게 된다. 접촉 패턴(28)에 접촉된 절연막(3) 부분을 통해서만 비정질 실리콘 박막(2)으로 금속 이온이 확산되기 때문에 비정질 실리콘 박막(2)은 접촉 패턴(28)에 대응하는 소정 영역에만 결정 성장이 이루어지게 된다. 따라서 필요에 따라 표시판의 소정 영역에만 다결정 실리콘 박막을 형성할 수 있게 된다.
이하에서는 도 3에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장치에 대해 도 2에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 3에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장치는 챔버(5) 내의 고정부(10) 및 가압부(21)에 열 또는 빛 에너지를 공급하는 자외선광 조사부(30)가 더 마련되어 있는 것을 제외하고는 도 2에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장치와 동일하다.
자외선광 조사부(30)는 챔버(5)의 상부에 고정되어 있으나 고정부(10) 및 가압부(21)로 자외선광을 조사할 수 있다면 챔버(5) 내의 다른 곳에 위치하여도 무방 하다.
자외선광 조사부(30)는 자외선광 조사를 통해 접촉 패턴(28)으로부터 표시판의 비정질 실리콘 박막으로 금속 이온을 확산시키기 위해 필요한 에너지를 공급한다. 또한 자외선광 조사부(30)는 비정질 실리콘 박막으로 확산되어온 금속 이온을 시드(seed)로 하여 비정질 실리콘 박막이 결정 성장을 통해 다결정 실리콘 박막으로 변화하기 위해 필요한 결정 성장 에너지를 공급한다.
이하에서는 도 4에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장치에 대해 도 3에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 4에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장치는 금속 이온의 확산 및 결정 성장을 위해 필요한 에너지를 공급하기 위해 자외선광 조사부(30) 대신 가압부(22)의 지지 부재(23) 내에 발열 부재인 열선(24)이 형성되어 있는 것을 제외하고는 도 3에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장치와 동일하다.
열선(24)은 전원의 인가에 의해 열에너지를 발산함으로써 금속 이온의 확산 및 결정 성장을 위해 필요한 에너지를 결정 유도 금속 부재(27) 및 표시판에 공급한다.
발열 부재는 열선(24) 대신 다른 공지의 발열 요소로 변경하여도 무방하다.
도 2 내지 도 4에 각각 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시판의 제조 장치에 의해서도 본 발명의 한 실시예에 따른 표시판의 제조 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
상기와 같이 본 발명에 따른 표시판의 제조 장치에 의하면 비정질 실리콘 박막으로부터 다결정 실리콘 박막을 용이하게 제조할 수 있으며, 제조되는 다결정 실리콘 박막의 결정 방향의 조절이 가능하여 표시판의 전기적 특성을 향상할 수 있다.

Claims (9)

  1. 챔버,
    상기 챔버 내에 마련되어 있으며, 비정질 실리콘 박막이 형성되어 있는 표시판을 고정하는 고정부, 그리고
    상기 챔버 내에 마련되어 있으며, 상기 표시판과 접촉 또는 이격하는 결정 유도 금속 부재를 포함하는 가압부
    를 포함하는 표시판의 제조 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 결정 유도 금속 부재는 판형이며,
    상기 가압부는,
    상기 결정 유도 금속 부재를 지지하는 지지 부재, 그리고
    상기 결정 유도 금속 부재가 상기 표시판과 접촉 또는 이탈하도록 상기 지지 부재를 이송하는 이송 부재를 더 포함하는 표시판의 제조 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 결정 유도 금속 부재는 니켈(Ni)을 포함하여 이루어진 표시판의 제조 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 결정 유도 금속 부재는 소정 간격으로 접촉 패턴이 형성되어 있는 표시판의 제조 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 결정 유도 금속 부재는 소정의 결정 방향을 갖는 표시판의 제조 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 결정 방향은 (001) 방향인 표시판의 제조 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 가압부는 발열 부재를 더 포함하는 표시판의 제조 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 발열 부재는 상기 지지 부재의 내부에 형성되어 있는 열선을 포함하는 표시판의 제조 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 챔버 내에 형성되어 있으며 상기 표시판에 자외선광을 조사하는
    자외선광 조사부를 더 포함하는 표시판의 제조 장치.
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