KR20120018701A - Laser lift-off method and laser lift-off apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레이저 리프트오프 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적합한 파장대의 레이저 소스로부터 출력된 레이저빔을 조사하여 희생층을 제거함으로써 캐리어 기판을 박리시키고자 하는 레이저 리프트오프 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser liftoff method and apparatus, and more particularly, to a laser liftoff method and apparatus for peeling a carrier substrate by irradiating a laser beam output from a laser source in a suitable wavelength band to remove the sacrificial layer. will be.
정보화 사회의 발달로 인해, 정보를 표시할 수 있는 표시장치가 활발히 개발되고 있다. 표시장치는 액정표시장치(liquid crystal display device), 유기발광 표시장치(organic electro-luminescence display device), 플라즈마 표시장치(plasma display panel) 및 전계 방출 표시장치(field emission display device)를 포함한다.Due to the development of the information society, display devices capable of displaying information have been actively developed. The display device includes a liquid crystal display device, an organic electro-luminescence display device, a plasma display panel, and a field emission display device.
최근 들어, 표시장치에 플렉서블(flexible) 성능을 강화하여 구부림이 가능한 플렉서블 표시장치가 활발히 연구되고 있다. 특히 플렉서블 유기발광 표시장치는 액정표시장치와 달리 백라이트 유닛이 필요하지 않으므로 두께를 최소화함과 아울러 소비 전력을 줄일 수 있는 장점이 있다.Recently, flexible display devices that can be bent by enhancing flexible performance have been actively studied. In particular, the flexible organic light emitting display device does not require a backlight unit, unlike a liquid crystal display device, thereby minimizing thickness and reducing power consumption.
가요성을 구비한 플라스틱 기판 위에 박막 트랜지스터(TFT), LCD, OLED를 비롯한 각종 소자부를 형성하는 공정은 플렉서블 디스플레이 패널(Flexible Display Panel; FDP) 제작에 있어서 중요한 핵심 공정이다.Forming various device parts including a thin film transistor (TFT), an LCD, and an OLED on a flexible plastic substrate is an important core process in manufacturing a flexible display panel (FDP).
따라서, 기존 패널 제작 공정 및 장비를 사용할 수 있는 대안으로 유리 기판과 같은 캐리어 기판 위에 희생층과 점착층을 형성하고, 그 상부에 플라스틱을 비롯한 가요성을 갖는 가요성 기판을 적층하고, 가요성 기판 위에 박막 트랜지스터 어레이를 비롯한 소자부를 직접 제작한 후 가요성 기판으로부터 캐리어 기판을 박리시키는 공정이 시행된다.Therefore, as an alternative to using the existing panel fabrication process and equipment, a sacrificial layer and an adhesive layer are formed on a carrier substrate such as a glass substrate, a flexible substrate having flexibility including plastic is laminated thereon, and a flexible substrate. After directly fabricating the device portion including the thin film transistor array, a step of peeling the carrier substrate from the flexible substrate is performed.
그러나, 캐리어 기판을 탈착시키는 과정에서 희생층의 분자간 결합력은 3.5eV(electron volt) 내외인 반면, 상기 희생층에 조사되는 레이저빔은 가스(gas) 타입의 엑시머 레이저(excimer laser)로 그 에너지는 대략 5.5eV이상이다.However, in the process of detaching the carrier substrate, the intermolecular bonding force of the sacrificial layer is about 3.5 eV (electron volt), while the laser beam irradiated to the sacrificial layer is a gas type excimer laser. It is about 5.5eV or more.
따라서, 희생층의 분자간 결합력보다 지나치게 높은 에너지의 레이저빔을 필요 이상으로 조사함에 따라, 희생층은 물론 박막 트랜지스터 어레이가 생성되어 있는 가용성 기판도 영향을 받아 성능이 저하되는 문제점이 있다.Therefore, as the laser beam of energy higher than the intermolecular bonding force of the sacrificial layer is irradiated more than necessary, the sacrificial layer as well as the soluble substrate on which the thin film transistor array is generated may be affected and degrade in performance.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 희생층의 분자간 결합력을 해제할 수 있는 에너지의 레이저빔을 조사하여 희생층을 제거함으로써 기판과 박막 전자 소자의 분리가 용이하게 이루어지도록 하는 레이저 리프트오프 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, and by separating the sacrificial layer by irradiating a laser beam of energy capable of releasing the intermolecular bonding force of the sacrificial layer to facilitate separation of the substrate and the thin film electronic device. It is an object of the present invention to provide a laser liftoff method and apparatus to be achieved.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저 리프트오프 방법은, 광투과성 재질의 기판과, 상기 기판상에 형성된 박막 전자 소자와, 상기 기판과 상기 박막 전자 소자 사이에 형성된 희생층을 포함하는 평면 표시장치에 대하여, 상기 기판과 상기 박막 전자 소자를 분리하기 위하여 상기 기판을 통해 상기 희생층으로 레이저빔을 조사하며, 상기 레이저빔이 출력되는 레이저 소스는 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저 또는 LPSS(Lamp Pumped Solid State) 레이저이며, 상기 레이저빔은 300 ~ 600㎚ 범위의 파장을 가지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the laser lift-off method of the present invention includes a plane including a substrate made of a transparent material, a thin film electronic device formed on the substrate, and a sacrificial layer formed between the substrate and the thin film electronic device. In the display device, a laser beam is irradiated to the sacrificial layer through the substrate to separate the substrate from the thin film electronic device, and the laser source from which the laser beam is output is a DPSS (Diode Pumped Solid State) laser or LPSS ( Lamp Pumped Solid State) and the laser beam is characterized in that having a wavelength in the range of 300 ~ 600nm.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저 리프트오프 장치는, 광투과성 재질의 기판과, 상기 기판상에 형성된 박막 전자 소자와, 상기 기판과 상기 박막 전자 소자 사이에 형성된 희생층을 포함하는 평면 표시장치를 가공하는 장치로서, 상기 기판과 상기 박막 전자 소자를 분리하기 위하여, 상기 기판 측으로 조사되는 레이저빔을 출력하는 레이저 소스를 포함하며, 상기 레이저 소스는 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저 또는 LPSS(Lamp Pumped Solid State) 레이저이며, 상기 레이저 소스는 300 ~ 600㎚ 범위의 파장을 가지는 레이저빔을 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the laser lift-off apparatus of the present invention includes a substrate of a light transmissive material, a thin film electronic element formed on the substrate, and a sacrificial layer formed between the substrate and the thin film electronic element. An apparatus for processing a flat panel display device, the apparatus comprising: a laser source for outputting a laser beam irradiated to the substrate side to separate the substrate and the thin film electronic device, wherein the laser source is a diode pumped solid state (DPSS) laser. Or LPSS (Lamp Pumped Solid State) laser, the laser source is characterized in that for outputting a laser beam having a wavelength in the range of 300 ~ 600nm.
본 발명 레이저 리프트오프 방법 및 장치는 희생층의 분자간 결합력을 해제할 수 있도록 레이저빔을 조사하여 희생층을 제거함으로써, 기판과 박막 전자 소자의 분리가 용이하게 이루어지는 효과가 있다.The laser lift-off method and apparatus of the present invention have an effect of easily separating the substrate and the thin film electronic device by removing the sacrificial layer by irradiating a laser beam to release the intermolecular bonding force of the sacrificial layer.
또한, 기존의 독성가스 등을 사용하는 엑시머 레이저 대신 고체 상태의 레이저 소스를 사용함에 따라, 장치의 구성이 간편해지고, 유지 및 보수가 쉽고 안전하게 장비를 운용할 수 있는 효과가 있다.In addition, by using a solid-state laser source instead of the excimer laser using a conventional toxic gas, the configuration of the device is simplified, there is an effect that the equipment can be operated easily and safely and safely.
또한, 희생층 분자간 결합력을 해제하는 범위에서 DPSS 레이저 소스로부터 최소한의 에너지만 출력되기 때문에 소비전력을 절약할 수 있으며, 희생층 하측에 배치되는 가요성 기판의 손상을 최대한 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, since only the minimum energy is output from the DPSS laser source in the range of releasing the intermolecular binding force between the sacrificial layers, power consumption can be saved, and the damage to the flexible substrate disposed under the sacrificial layer can be prevented to the maximum. .
도 1은 본 발명 레이저 리프트오프 장치에 따른 레이저 리프트오프 공정을 도시한 개략도,
도 2는 본 발명의 레이저 리프트오프 장치의 일 실시예를 보인 개략도,
도 3은 본 발명의 레이저 리프트오프 장치의 다른 실시예를 보인 개략도,
도 4는 본 발명의 레이저 리프트오프 장치의 또 다른 실시예를 보인 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 레이저빔의 에너지 분포를 보인 그래프,
도 6은 본 발명의 레이저 리프트오프 방법의 일 실시예를 설명하는 도면,
도 7은 본 발명의 레이저 리프트오프 방법의 다른 실시예를 설명하는 도면,
도 8은 본 발명의 레이저 리프트오프 방법의 또 다른 실시예를 설명하는 도면.1 is a schematic diagram showing a laser liftoff process according to the present invention laser liftoff apparatus,
2 is a schematic view showing one embodiment of the laser liftoff device of the present invention;
3 is a schematic view showing another embodiment of the laser liftoff device of the present invention;
4 is a schematic view showing another embodiment of the laser liftoff device of the present invention;
5 is a graph showing an energy distribution of a laser beam according to the present invention;
6 is a view for explaining an embodiment of the laser liftoff method of the present invention;
7 is a view for explaining another embodiment of the laser liftoff method of the present invention;
8 illustrates another embodiment of the laser liftoff method of the present invention.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명 레이저 리프트오프 장치 및 방법의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the laser lift-off device and method of the present invention according to the accompanying drawings in more detail.
도 1은 본 발명 레이저 리프트오프 장치에 따른 레이저 리프트오프 공정을 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a laser liftoff process according to the laser liftoff apparatus of the present invention.
본 발명은 기판(100)과, 기판(100) 상에 형성되는 희생층(200)과, 희생층(200) 상에 형성되는 점착층(300)과, 점착층(300)에 라미네이션되는 가요성 기판(400)과, 가요성 기판(400) 상에 형성된 박막 전자 소자(500)를 포함하는 평면 표시장치(10)로부터 기판(100)을 박리시키고 희생층(200)을 제거하기 위해 기판(100)에 레이저빔을 조사하는 레이저 리프트오프 장치에 있어서, 레이저빔은 300 ~ 600㎚ 범위의 파장을 출력하는 레이저 소스로부터 출력되는 것을 특징으로 한다.The present invention is a flexible laminated to the
먼저, 상기 기판(100)은 유리 등의 광투과성을 구비하면서도 절연물질로 형성되는 것이 바람직하다.First, the
희생층(200)은 투명 금속 화합물, 알칼리 수용성 고분자 화합물 및 산성 수용성 고분자 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성될 수 있다. 투명 금속 화합물로 대표적으로 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO) 및 산화아연(ZnO)이 사용된다.The
알칼리 수용성 고분자 화합물은 알칼리 수용액에 녹아 고분자 체인에 음이온을 갖는 고분자 화합물로써, 대표적으로 폴리아크릴산(polyacrylic acid) 또는 폴리아크릴산을 포함하는 공중합체, 폴리스티렌(polystyrene) 또는 폴리스티렌을 포함하는 공중합체, 폴리설파이트(polysulfate) 또는 폴리설파이트를 포함하는 공중합체 및 폴리아믹산(polyamic acid) 또는 폴리아믹산을 포함하는 공중합체가 사용된다.Alkali water-soluble polymer compounds are polymer compounds having an anion in a polymer chain dissolved in an aqueous alkali solution, and typically include copolymers containing polyacrylic acid or polyacrylic acid, copolymers containing polystyrene or polystyrene, and polysulfone. Copolymers comprising polysulfate or polysulfite and copolymers comprising polyamic acid or polyamic acid are used.
산성 수용성 고분자 화합물은 산성 수용액에 녹아서 고분자 체인에 양이온을 갖는 고분자 화합물로써, 대표적으로 폴리아민(polyamine) 또는 폴리아민을 포함하는 공중합체, 폴리비닐 알콜(Polyvinylalcohol; PVA), 폴리 알릴아민(Polyallyamine) 및 폴리아크릴산(polyacrylic acid)이 사용된다.Acidic water-soluble polymer compounds are polymer compounds having a cation in a polymer chain by dissolving in an acidic aqueous solution. Typically, a copolymer containing polyamine or polyamine, polyvinyl alcohol (PVA), polyallylamine and poly Acrylic acid (polyacrylic acid) is used.
또한, 희생층(200)으로 비정질 실리콘(a-Si:H, a-SiC:H 등) 박막이 이용될 수도 있다.In addition, an amorphous silicon (a-Si: H, a-SiC: H, etc.) thin film may be used as the
이러한 희생층(200)은 레이저 투과가 가능하며, 200㎚ 이하의 두께로 형성될 수 있다. 희생층(200)의 두께가 200㎚를 초과하게 되면 레이저 조사에 의해 희생층(200)이 완벽하게 탈착되지 않고 잔존하게 되어 표시장치의 불량 발생을 초래하게 되므로, 희생층(200)의 두께는 200㎚ 이하로 형성되는 것이 바람직하다.The
또한, 점착층(300)은 레이저 탈착이 가능한 폴리이미드 및 포토레지스트 등의 고분자 물질로 형성될 수 있다. 이러한 점착층(300)의 두께는 20㎚ 내지 50㎚ 이내로 형성되는 것이 바람직하다. 점착층(300)은 기판(100)과 가요성 기판(400)의 접착 및 표시장치 완성 후, 기판(100)의 탈착을 돕는 점착제 역할을 고려할 때, 점착층(300)의 두께는 20㎚ 내지 50㎚ 이내로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the
또한, 점착층(300)은 내열특성이 우수한 폴리이미드(polyimide)를 사용할 수 있으며, 폴리이미드와 커플러(coupler)를 혼합하여 사용할 수 있다.In addition, the
상기와 같은 점착층(300)은 프린팅방식, 슬릿 코팅(slit coating)방식, 스핀 코팅(spin coating)방식, 딥핑(dipping)방식 등에 의해 형성될 수 있다.The
상기 점착층(300)에 사용된 폴리이미드는 투명 폴리이미드 및 불투명 폴리이미드로 형성될 수 있다.The polyimide used in the
투명 폴리이미드는 컬러 전기 영동 표시장치 제작 시 컬러 필터 기판으로 사용될 수 있으며, 불투명 폴리이미드는 전기 영동 표시 장치 및 컬러 전기 영동 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판에 사용될 수 있다.The transparent polyimide may be used as a color filter substrate in manufacturing a color electrophoretic display, and the opaque polyimide may be used in a thin film transistor substrate of an electrophoretic display and a color electrophoretic display.
가요성 기판(400)은 롤을 이용한 라미네이션 방식에 의해 형성될 수 있다. 가요성 기판(400)은 캡톤(kapton), 폴리에테르술폰(polyethersulphone,PES), 폴리카보네이트(polycarbonate,PC), 폴리이미드(polyimide,PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate,PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylenenaphthalate,PEN), 폴리아릴레이트(polyacrylate,PAR) 및 섬유강화 플라스틱(fiber reinforced plastic,FRP) 등으로 이루어진 군 중에서 선택되는 물질을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.The
가요성 기판(400) 상에 박막 전자 소자(500)가 형성된다. 박막 전자 소자(500)를 일례로 들어 설명하면 가요성 기판(400) 상에 박막 트랜지스터 어레이를 형성한다. 박막 트랜지스터 어레이는 게이트 라인, 데이터 라인, 게이트 라인과 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터 및 이에 연결된 제1전극을 포함할 수 있다. 그러나 제1전극은 복수의 박막 트랜지스터를 경유하여 게이트 라인 및 데이터 라인과 연결될 수도 있다.The thin film
박막 트랜지스터는 게이트 라인으로부터 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인으로부터 공급되는 데이터전압을 제1전극에 공급한다. 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 활성층 및 오믹 콘택층을 포함할 수 있다.The thin film transistor supplies the data voltage supplied from the data line to the first electrode in response to the scan signal supplied from the gate line. The thin film transistor may include a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, an active layer, and an ohmic contact layer.
또한, 박막 트랜지스터 어레이 상에 표시층 및 대향 기판을 형성할 수 있다.In addition, a display layer and an opposing substrate may be formed on the thin film transistor array.
표시층은 액정층, 전기 영동층 또는 유기 발광층 등을 포함할 수 있다.The display layer may include a liquid crystal layer, an electrophoretic layer or an organic light emitting layer.
대향 기판은 제2 전극을 포함하며, 투명 물질로 형성된다. 예를 들어, 대향 기판은 플라스틱 또는 유리(Glass) 물질을 사용하여 필름 형태로 형성될 수 있다.The opposing substrate includes a second electrode and is formed of a transparent material. For example, the opposing substrate may be formed in the form of a film using a plastic or glass material.
제2전극은 제1전극과 마주하도록 대향 기판에 형성된다. 그리고, 제2전극은 대향 기판과 마찬가지로 입사되는 빛이 투과되도록 투명한 물질로 형성된다. 예를 들어, 제2전극은 인듐 주석 산화물(indium tinoxide, ITO),인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO) 및 카본나노튜브(carbon nano-tube, CNT) 등의 물질로 형성될 수 있다. 이러한 제2전극은 공통 전압 등 일정한 전압을 인가받을 수 있다. 여기서, 대향 기판은 기판 보호막을 더 포함할 수 있다.The second electrode is formed on the opposing substrate to face the first electrode. The second electrode is formed of a transparent material to transmit incident light like the counter substrate. For example, the second electrode may be formed of a material such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and carbon nanotube (CNT). The second electrode may receive a constant voltage such as a common voltage. Here, the opposing substrate may further include a substrate protective film.
제1전극은 박막 트랜지스터로부터 공급된 데이터 전압에 따라 전압을 충전하여 제2전극과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 가요성 기판과 대향 기판 사이에 위치하는 표시층을 구동시켜 화상을 표시한다.The first electrode charges the voltage according to the data voltage supplied from the thin film transistor to generate a potential difference with the second electrode. By this potential difference, the display layer located between the flexible substrate and the counter substrate is driven to display an image.
또한, 가요성 기판(400) 위에는 디스플레이를 실현시키기 위한 시스템을 구성하는 중앙처리장치(CPU), 메모리, 박막전지(thin film battery), 콘트롤러(controller) 등이 더 탑재될 수 있음을 밝혀 둔다.In addition, it should be noted that a central processing unit (CPU), a memory, a thin film battery, a controller, and the like, which form a system for realizing a display, may be further mounted on the
상기와 같이 구성된 평면 표시장치로부터 기판(100)을 박리시키고 희생층(200)을 제거하기 위해 기판(100)에 레이저빔을 조사하는 데, 본 발명 레이저 리프트오프 장치에서는 레이저빔은 300 ~ 600㎚ 범위의 파장을 출력하는 레이저 소스로부터 출력되는 것을 특징으로 한다.The laser beam is irradiated onto the
일반적으로, 종래의 레이저빔은 엑시머 레이저에서 출력되는 약 248nm 파장을 가지는 레이저빔을 사용해 왔다.In general, conventional laser beams have used laser beams having a wavelength of about 248 nm output from an excimer laser.
그러나, 상기와 같은 엑시머 레이저에서 출력된 레이저빔은 5.5eV의 에너지를 갖는 반면, 희생층(200)의 분자간 결합력은 3.5eV로서, 희생층(200)의 분자간 결합력을 해제하기 위해 필요한 에너지보다 필요이상으로 많은 양의 레이저빔이 조사되고 있다.However, while the laser beam output from the excimer laser as described above has an energy of 5.5 eV, the intermolecular bonding force of the
따라서, 본 발명에서는 레이저빔이 3.6eV의 에너지를 갖도록 레이저 소스에서 출력되는 레이저빔의 파장을 300 ~ 600㎚ 범위로 한정하여, 레이저 리프트오프 방법을 진행하는데 있어서 적정한 에너지 소비가 이루어질 수 있도록 한다.Therefore, in the present invention, the wavelength of the laser beam output from the laser source is limited to the range of 300 to 600 nm so that the laser beam has an energy of 3.6 eV, so that an appropriate energy consumption can be achieved in the laser lift-off method.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 레이저 소스는 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저다.According to a preferred embodiment of the invention, the laser source is a Diode Pumped Solid State (DPSS) laser.
DPSS 레이저는 고체 레이저로서 니오디뮴 야그(YAG : Yittrium Aluminum Garnet), 바나데이트(Vanadate, YVO4), 와이엘에프(YLF) 레이저이며, 다이오드 레이저 펌핑에 의해 여기되어 레이저 광원이 발생되는 레이저이다.DPSS laser is a solid-state laser is a niobium YIG (Yittrium Aluminum Garnet) (YAG), Vanadate (YVO4), YLF (YLF) laser, is a laser that is excited by diode laser pumping to generate a laser light source.
상기와 같이 DPSS 레이저를 레이저 소스로 할 경우, 고체 레이저인 DPSS 레이저의 특성상 기존에 가스(gas) 타입의 엑시머 레이저에서 레이저의 단면 형태를 마스킹하기 위해 필요했던 마스크를 사용하지 않아도 되기 때문에 전체적으로 장비의 구성이 간단해지는 장점이 있다.When the DPSS laser is used as the laser source as described above, it is not necessary to use a mask that was previously required to mask the cross-sectional shape of the laser in the gas type excimer laser due to the characteristics of the DPSS laser as a solid laser. The advantage is that the configuration is simplified.
또한, 종래 엑시머 레이저의 경우에는 보통 주파수가 20 ~ 100Hz로서 단면적이 커서 라인빔 형태로 레이저를 조사하였고, 결과적으로 DPSS 레이저에 비해 펄스당 에너지가 200배 이상 소모되는 단점이 있었다.In addition, in the case of the conventional excimer laser, the frequency is usually 20 to 100 Hz and the cross-sectional area is large so that the laser is irradiated in the form of a line beam.
하지만, DPSS 레이저의 경우, 20 ~ 100kHz의 주파수를 구비하고, 단면적이 작은 원형의 스팟빔 형태를 취하기 때문에 고속운용이 이루어진다. 그 결과 펄스당 에너지가 현저히 감소되는 효과가 있다.However, the DPSS laser has a high frequency of 20 to 100 kHz, and has a circular spot beam shape with a small cross-sectional area. As a result, the energy per pulse is significantly reduced.
한편, 본 발명의 레이저 소스로는 램프 펌핑에 의해 여기되어 레이저 광원이 발생되는 LPSS(Lamp Pumped Solid State) 레이저도 가능하다On the other hand, the laser source of the present invention may be a LP Pump (Lamp Pumped Solid State) laser that is excited by lamp pumping to generate a laser light source.
본 발명의 레이저빔은 0.3 ~ 0.9 J/cm2 범위의 에너지 밀도를 가지는 것을 특징으로 한다.The laser beam of the present invention is characterized by having an energy density in the range of 0.3 ~ 0.9 J / cm 2.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기판(100)은 사파이어(sapphire), 석영(quartz), 붕규산 유리(borosilicate glass) 및 용융 실리카 유리(fused silica glass)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 글래스 재료를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 점착층(300)은 위에서 언급한 바와 같이 레이저 조사에 의해 제거 가능한 폴리이미드 또는 포토레지스트를 포함하여 형성된다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 박막 전자 소자(500)는 OLED(organic light-emitting diode), TFT(thin film transistor) LCD, 전기영동화소장치(EPD, Electrophoresis Display)에서 선택되는 어느 하나의 단위소자로 이루어진다.According to a preferred embodiment of the present invention, the thin film
한편, 도 2는 본 발명의 레이저 리프트오프 장치의 일 실시예를 보인 개략도이고, 도 3은 본 발명의 레이저 리프트오프 장치의 다른 실시예를 보인 개략도이며, 도 4는 본 발명의 레이저 리프트오프 장치의 또 다른 실시예를 보인 개략도이다.2 is a schematic view showing an embodiment of the laser lift-off device of the present invention, FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the laser lift-off device of the present invention, and FIG. 4 is a laser lift-off device of the present invention. A schematic diagram showing another embodiment of.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 레이저빔이 기판(100)으로 조사되도록 입사되는 레이저빔을 기판(100)을 향해 반사시키는 제1갈바노미터 스캐너(610)와, 제2갈바노미터 스캐너(620)를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention as shown in FIGS. 2 to 4, the
제1갈바노미터 스캐너(610)는, 입사되는 레이저빔을 입사방향과 다른 방향으로 반사시키는 미러(611)와 미러(611)를 회전시키는 구동원(612)을 구비한다. 미러(611)는 소정 각도로 반복 회전하면서 레이저빔을 반사시켜 기판(100)에 조사하기 위한 반사수단으로, 다각형 평판 형태를 취하며 레이저 소스로부터 출력된 레이저빔을 반사하는 반사면을 구비하도록 구성된다. 여기서, 미러(611)는 모터 등의 구동수단에 의해 소정의 각도로 반복 회전함으로써 레이저빔을 이송시키면서 조사한다. 미러(611)에 입사된 레이저빔은 미러(611)가 회전됨에 따라 기판(100)상에서 가상의 X축을 따라 왕복 이동된다. The
제2갈바노미터 스캐너(620)는, 입사되는 레이저빔을 입사방향과 다른 방향으로 반사시키는 미러(621)와 미러(621)를 회전시키는 구동원(622)을 구비한다. 미러(621)에 입사된 레이저빔은 미러(621)가 회전됨에 따라 기판(100)상에서 X축과 교차(직교)하는 가상의 Y축을 따라 왕복 이동된다.The
이와 같이 레이저빔이 제1갈바노미터 스캐너(610)에 의해 기판(100)상의 X축을 따라 왕복 이동되고, 제2갈바노미터 스캐너(620)에 의해 기판(100)상의 Y축을 따라 왕복 이동됨으로써, 기판(100)의 전면에 레이저빔이 조사될 수 있다. As such, the laser beam is reciprocated along the X axis on the
본 발명의 다른 실시예인 도 3을 참조하면, 본 발명의 레이저 리프트오프 장치는 레이저빔이 기판(100)으로 조사되도록 입사되는 레이저빔을 기판(100)을 향해 반사시키는 레이저 스캐너(630)와, 갈바노미터 스캐너(640)를 포함한다.Referring to FIG. 3, which is another embodiment of the present invention, the laser lift-off apparatus of the present invention includes a
상기 레이저 스캐너(630)는 복수의 반사면을 가지며 입사되는 레이저빔을 입사방향과 다른 방향으로 반사시키는 폴리곤 미러(Polygon mirror)(631)와 폴리곤 미러(631)를 회전시키는 구동원(632)을 구비한다. 폴리곤 미러(631)는 다각 기둥 형태를 가지고 있으며, 다각 기둥의 옆면에 미러가 부착되어 있다. 축을 중심으로 일방향으로 회전하며 각 옆면에 부착된 미러가 모터 등의 구동수단에 의해 회전함으로써 회전에 의해 입사되는 빛의 반사각을 변화시켜 기판(100)에 레이저빔을 이송시키면서 조사한다. 폴리곤 미러(631)에 입사된 레이저빔은 폴리곤 미러(631)가 회전됨에 따라 기판(100)상에서 가상의 X축을 따라 왕복 이동된다.The
상기 갈바노미터 스캐너(640)는 입사되는 레이저빔을 입사방향과 다른 방향으로 반사시키는 미러(641)와 미러(641)를 회전시키는 구동원(642)을 구비한다. 미러(641)에 입사된 레이저빔은 미러(641)가 회전됨에 따라 기판(100)상에서 X축과 교차(직교)하는 가상의 Y축을 따라 왕복 이동된다.The
폴리곤 미러(631)는 회전하면서 옆면에 부착된 미러로 레이저빔을 반사시켜 X축을 따라 레이저빔을 조사하고, 미러(641)가 소정의 각도로 회전하면서 레이저빔을 반사시켜 Y축을 따라 레이저빔을 조사함으로써, 기판(100)의 전면에 레이저빔이 조사될 수 있다.The
본 발명의 또 다른 실시예인 도 4를 참조하면, 본 발명의 레이저 리프트오프 장치는 레이저빔이 기판(100)으로 조사되도록 입사되는 레이저빔을 기판(100)을 향해 반사시키는 레이저 스캐너(650)와 기판 이송부(700)를 포함한다.Referring to FIG. 4, which is another embodiment of the present invention, the laser lift-off device of the present invention includes a
상기 레이저 스캐너(650)는 복수의 반사면을 가지며 입사되는 레이저빔을 입사방향과 다른 방향으로 반사시키는 폴리곤 미러(Polygon mirror)(651)와 폴리곤 미러(651)를 회전시키는 구동원(652)을 구비한다. 폴리곤 미러(651)에 입사된 레이저빔은 폴리곤 미러(651)가 회전됨에 따라 기판(100)상에서 가상의 X축을 따라 왕복 이동된다.The
상기 기판 이송부(700)는 기판(100)을 기판상에서 X축과 교차하는 가상의 Y축을 따라 왕복 이동시킨다. 폴리곤 미러(651)는 회전하면서 옆면에 부착된 미러로 레이저빔을 반사시켜 X축을 따라 레이저빔을 조사하고, 기판 이송부(700)는 구동수단과 연결되어 Y축을 따라 기판(100)을 이송시킴으로써, 기판(100)의 전면에 레이저빔이 조사될 수 있다.The
도 5는 본 발명에 따른 레이저빔의 에너지 분포를 보인 그래프로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 레이저빔은 단면 에너지 분포가 가우시안 분포를 이루는 원형빔 형태로 조사되고, 조사되는 레이저빔에 의해 임의의 면적에 누적되는 에너지량이 균일하게 유지되도록, 이웃하게 조사되는 원형빔 형태의 레이저빔은 서로 중첩되게 조사될 수 있다. 더욱 바람직하게는 이웃하게 조사되는 레이저빔은 서로 50% 이상 중첩되게 조사될 수 있다.Figure 5 is a graph showing the energy distribution of the laser beam according to the present invention, according to a preferred embodiment of the present invention, the laser beam is irradiated in the form of a circular beam having a cross-sectional energy distribution Gaussian distribution, by the laser beam irradiated In order to keep the amount of energy accumulated in any area uniformly, laser beams in the form of neighboring circular beams may be irradiated to overlap each other. More preferably, the adjacently irradiated laser beams may be irradiated at least 50% of each other.
먼저, 레이저빔은 DPSS 레이저로 조사될 수 있으며, 1초에 약 1000번의 조사되는 높은 프리퀀시(frequency)를 갖는다. 레이저빔은 특히 1회당 조사되는 에너지 분포를 측정하면 가우시안 분포를 이룬다.First, the laser beam can be irradiated with a DPSS laser and has a high frequency of about 1000 irradiations per second. The laser beam has a Gaussian distribution, especially when measuring the energy distribution irradiated once.
따라서, 균일한 에너지 세기가 유지되기 위해서는 이웃하게 조사되는 레이저빔의 에너지 분포가 적어도 50% 이상 중첩되도록 조사된다.Therefore, in order to maintain a uniform energy intensity, the energy distribution of the laser beam irradiated adjacently is irradiated at least 50% or more.
예를 들어, n번째 조사되는 레이저빔은 n-1번째 조사되는 레이저빔과 에너지 분포가 50% 이상 중첩되도록 조사되고, n+1번째 조사되는 레이저빔은 n번째 조사되는 레이저빔과 에너지 분포가 50% 이상 중첩되도록 조사된다.For example, the nth irradiated laser beam is irradiated such that the energy distribution overlaps with the n-1th irradiated laser beam by 50% or more, and the n + 1th irradiated laser beam has the energy distribution with the nth irradiated laser beam. Irradiation over 50% overlap.
즉, n번째 레이저빔 에너지의 최대점이 n번째 레이저빔이 조사되는 시간의 중심에 위치하면, n-1번째 조사되는 레이저빔이 최대점일 때, n번째 레이저빔이 조사되기 시작하고, n번째 조사되는 레이저빔의 에너지가 최대점일 때, n+1번째 레이저빔이 조사되기 시작하는 것이다.That is, when the maximum point of the nth laser beam energy is located at the center of the time when the nth laser beam is irradiated, when the n-1th irradiated laser beam is the maximum point, the nth laser beam starts to be irradiated, and the nth irradiation When the energy of the laser beam becomes the maximum point, the n + 1 th laser beam starts to be irradiated.
따라서, n번째 조사되는 레이저빔은 비록 가우스형의 에너지 분포를 이루지만, 양측에 n-1번째 조사된 레이저빔과 n+1번째 조사되는 레이저빔이 중첩되는 부분에서 두 개의 레이저빔의 에너지가 겹치기 때문에 그 에너지량을 합산하면, n번째 레이저빔 에너지의 최대점과 같은 에너지가 유지되면서 균일한 에너지 분포를 이루게 되는 것이다.Therefore, although the nth irradiated laser beam has a Gaussian energy distribution, the energy of the two laser beams is overlapped at the portion where the n-1th irradiated laser beam and the n + 1th irradiated laser beam overlap on both sides. When the energy amounts are added together because they overlap, the energy equal to the maximum point of the nth laser beam energy is maintained and a uniform energy distribution is achieved.
앞서 설명한 바와 같이 기존과 달리 상대적으로 매우 적은 펄스 에너지를 조사하는 DPSS 레이저를 이용해서 레이저 리프트오프 방법이 가능한 이유는 작은 사이즈의 원형의 빔으로 집속하여 레이저를 조사하기 때문인데, 구체적으로는 엑시머 레이저보다 훨씬 큰 약 1000배 정도의 펄스 반복율과 갈바노미터 스캐너 또는 폴리건 스캐너를 이용해 훨씬 빠른 스캔 스피드를 유지하면서, 전체 면적을 오버래핑(overlapping)하여 면적당 에너지는 비슷한 수치를 확보할 수 있기 때문이다.As described above, the reason why the laser lift-off method is possible by using a DPSS laser that irradiates relatively little pulse energy is because the laser is focused by focusing on a small circular beam, specifically, an excimer laser. This is because the energy per area can be obtained by overlapping the entire area while maintaining a much faster scan rate with a much larger pulse repetition rate of about 1000 times and a galvanometer scanner or polygon scanner.
이와 같이, 엑시머 레이저는 한번에 에너지가 균일화된 라인빔을 이용해 레이저를 조사하지만, 리프트오프(lift-off) 라는 가공의 특성상 동시에 모든 위치에 동일한 에너지를 제공하는 대신, 단위 면적에 누적된 에너지가 같아지도록 레이저빔의 오버래핑 비율을 잘 조절하면 충분히 좋은 리프트오프 결과를 만들어낼 수 있다.As such, the excimer laser irradiates the laser using a line beam with uniform energy at one time, but instead of providing the same energy at all positions simultaneously due to the characteristics of a process called lift-off, the energy accumulated in the unit area is the same. Good control of the overlapping ratio of the laser beam to produce a good enough lift-off result.
특히, 가우시안 형태의 빔(Gaussian beam)은 오버래핑 방식으로 조사한 경우의 누적 에너지 균일화로 막분리 품질 균일화가 이루어짐에 따라 면적당 조사되는 총에너지가 균일하게 확보될 수 있다.In particular, the Gaussian beam (Gaussian beam) can be ensured uniformly the total energy irradiated per area as the film separation quality uniformity is made by the cumulative energy uniformity when the overlapping method is irradiated.
따라서, 기존에 유지보수비가 비싸고 복잡하고 큰 공간을 차지하는 엑시머 레이저와 균질화 광학계(homogenizing optical system)를 DPSS 레이저와 스캔광학계로 바꾸어도 레이저 리프트오프 방법을 진행할 수 있다.Therefore, the laser lift-off method can be carried out even if the excimer laser and homogenizing optical system, which are expensive in maintenance, complicated and occupy a large space, are replaced with the DPSS laser and the scanning optical system.
한편, DPSS 레이저, 균질화 광학계(homogenizing optical system) 및 스캔 광학계로 레이저 리프트오프 장치를 구성할 수도 있다.On the other hand, the laser lift-off device may be configured with a DPSS laser, a homogenizing optical system and a scanning optical system.
이러한 구성에서는, DPSS 레이저로부터 조사되는 레이저빔이 균질화 광학계를 거치면서 단면 에너지 분포가 탑햇(tophat) 분포를 이루는 사각빔 형태로 조사된다. 가우시안 분포의 원형빔과 비교하여 탑햇 분포의 사각빔은, 우선 단면 에너지가 균질하기 때문에 이웃하게 조사되는 레이저빔을 과도하게 중첩시킬 필요가 없다. 따라서, 레이저빔과 레이저빔 간의 피치를 넓힐 수 있으므로 가공속도를 향상시킬 수 있다.In this configuration, the laser beam irradiated from the DPSS laser is irradiated in the form of a square beam in which the cross-sectional energy distribution forms a top hat distribution while passing through the homogenization optical system. Compared with the circular beam of the Gaussian distribution, the square beam of the top hat distribution does not need to superimpose the laser beam irradiated adjacently because the cross-sectional energy is homogeneous first. Therefore, since the pitch between the laser beam and the laser beam can be widened, the processing speed can be improved.
한편, DPSS 레이저는 가요성 기판의 손상 가능성 면에서도 우수한 점을 가지고 있다. DPSS 레이저의 피크 파워는 희생층(200)을 열영향 없이 가공하기에 충분하고 가요성 기판(400)을 가공하기에는 낮으므로, DPSS 레이저로부터 출력되는 레이저빔은 가요성 기판(400)에 손상을 입힐 가능성이 상당히 낮다. 반면에, 엑시머 레이저의 피크 파워는 희생층(200)과 가요성 기판(400)은 물론 금속 소재까지도 가공 가능할 정도이므로, 엑시머 레이저로부터 출력되는 레이저빔은 가요성 기판(400)에 손상을 입힐 가능성이 상당히 높다. 이러한 점을 고려할 때, 본 발명에 따른 DPSS 레이저를 이용한 레이저 리프트오프 장치 및 방법은 기존의 엑시머 레이저를 이용한 장치 및 방법과 비교하여 우위에 있다고 볼 수 있다.On the other hand, the DPSS laser has an excellent point in terms of the possibility of damaging the flexible substrate. Since the peak power of the DPSS laser is sufficient to process the
이하, 본 발명에 따른 레이저 리프트오프 방법의 다양한 실시예들에 대하여, 도 6 내지 도 8을 참조하면서 설명하기로 한다.Hereinafter, various embodiments of the laser liftoff method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
도 6은 본 발명의 레이저 리프트오프 방법의 일 실시예를 설명하는 도면이고, 도 7은 본 발명의 레이저 리프트오프 방법의 다른 실시예를 설명하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 레이저 리프트오프 방법의 또 다른 실시예를 설명하는 도면이다.6 is a view for explaining an embodiment of the laser lift-off method of the present invention, Figure 7 is a view for explaining another embodiment of the laser lift-off method of the present invention, Figure 8 is a laser lift-off method of the present invention A diagram illustrating still another embodiment of.
도 6을 참조하면, 본 발명에서는 레이저빔(L)을 디포커스된 상태로 만들어 희생층(200)에 조사한다.Referring to FIG. 6, in the present invention, the laser beam L is defocused and irradiated onto the
레이저빔(L)은 기판(100)의 내부 또는 상측에서 포커싱되며, 이후 기판(100)을 통과하여 디포커스된 상태로 희생층(200)에 조사된다.The laser beam L is focused on or inside the
본 발명은 디포커스된 상태의 레이저빔을 이용함으로써, 기판의 손상 위험을 방지하고 가공조건을 넓게 가져갈 수 있다. 즉, 엑시머 레이저의 이미지 프로젝션 방식은 포커싱된 상태에서만 빔 품질(균일도)이 유지되므로 포커싱 평면인 희생층(200)과 근접한 가요성 기판(400)이 손상될 위험성이 아주 높다. 그러나 디포커스된 상태의 레이저빔을 리프트오프 방법에 이용함으로써, 종래의 엑시머 레이저와 비교하여 기판의 손상을 최소화할 수 있다.By using the laser beam in a defocused state, the present invention can prevent the risk of damage to the substrate and bring about a wide range of processing conditions. That is, in the image projection method of the excimer laser, since the beam quality (uniformity) is maintained only in the focused state, there is a high risk of damaging the
또한, 디포커스된 레이저빔을 이용함으로써, 레이저 파워와 디포커스 정도를 상호 변화시키면서 가공 조건의 최적화 범위를 다양하게 변경시킬 수 있다. 포커싱 위치에서 어느 정도 디포커스되었느냐에 따라 레이저빔의 단위면적당 에너지량이 바뀌게 된다. 예를 들면, 포커싱 위치에서 상대적으로 조금 디포커스되면 레이저빔의 단위면적당 에너지량이 크므로 레이저 파워를 낮춰 가공할 수 있다. 반대로 포커싱 위치에서 상대적으로 많이 디포커스되면 레이저빔의 단위면적당 에너지량이 작으므로 레이저 파워를 높여 가공할 수 있다. 이와 같이, 디포커스된 레이저빔을 이용하면 디포커스된 정도에 따라 레이저빔의 단위면적당 에너지량이 변화되므로, 가공 조건의 최적화 범위가 넓어지는 장점을 가질 수 있다.In addition, by using the defocused laser beam, the optimization range of the processing conditions can be variously changed while changing the laser power and the degree of defocus. The amount of energy per unit area of the laser beam changes depending on how defocused the focusing position is. For example, if the focus is relatively defocused slightly, the amount of energy per unit area of the laser beam is large, so that the laser power can be lowered and processed. On the contrary, if the focus is relatively defocused, the amount of energy per unit area of the laser beam is small, so that the laser power can be increased. As such, when the defocused laser beam is used, the amount of energy per unit area of the laser beam changes according to the defocused degree, and thus, an optimization range of processing conditions may be widened.
또한, 디포커스된 레이저빔을 이용하면 기판의 높이 편차에 덜 민감하므로, 보다 균일한 리프트오프 공정을 수행할 수 있다.In addition, the defocused laser beam is less sensitive to the height variation of the substrate, and thus a more uniform liftoff process can be performed.
도 7을 참조하면, 본 발명의 레이저 리프트오프 방법은 가공라인에 따라 레이저빔의 파워를 변경하여 가공할 수 있다.7, the laser lift-off method of the present invention can be processed by changing the power of the laser beam according to the processing line.
레이저 리프트오프 방법은 라인에 따라 레이저빔이 중첩되게 조사되면서 수행된다. 레이저빔은 희생층(200) 상에서 가상의 제1가공라인(L1)을 따라 서로 중첩되게 조사되면서 이동하고, 제1가공라인(L1)에 대한 가공이 완료되면 다시 이동 방향을 바꿔 레이저빔은 희생층(200) 상에서 제1가공라인(L1)과 평행한 제2가공라인(L2)을 따라 서로 중첩되게 조사되면서 이동하며, 제2가공라인(L2)에 대한 가공이 완료되면 다시 이동 방향을 바꿔 레이저빔은 희생층(200) 상에서 제2가공라인(L2)과 평행한 제3가공라인(L3)을 따라 서로 중첩되게 조사되면서 이동한다.The laser lift-off method is performed while irradiating laser beams superimposed along a line. The laser beam is moved while being irradiated to overlap each other along the virtual first processing line L1 on the
기판(100)과 박막 전자 소자(500)를 분리하기 위하여 희생층(200)의 모든 위치에서 희생층(200)이 제거되어야 할 필요성은 없다. 일정 부분의 희생층(200)만 제거되고 기판(100)과 박막 전자 소자(500)를 분리하기 위한 충분한 외력이 공급되면 제거되지 않은 나머지 부분의 희생층(200)도 떨어져 나가면서 전면적에 대하여 기판(100)과 박막 전자 소자(500)의 분리가 가능해진다.In order to separate the
따라서, 모든 가공라인에 동일한 레이저빔의 파워를 유지하는 대신, 가공라인에 따라 레이저빔의 파워를 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 제1가공라인(L1)을 따라 조사되는 레이저빔의 파워는 상대적으로 높게 하고, 제2가공라인(L2)을 따라 조사되는 레이저빔의 파워는 상대적으로 낮게 하며, 제3가공라인(L3)을 따라 조사되는 레이저빔의 파워는 제1가공라인(L1)을 따라 조사되는 레이저빔의 파워와 동일하게 하는 등 이웃하는 가공라인의 레이저빔의 파워는 서로 다르게 하면서 한 쌍의 가공라인의 파워 패턴은 반복되게 가공할 수 있다. 이때, 제2가공라인(L2)을 따라 조사되는 레이저빔의 파워를 0으로 조정할 수도 있다.Therefore, instead of maintaining the power of the same laser beam in all the processing lines, it is possible to change the power of the laser beam according to the processing line. For example, the power of the laser beam irradiated along the first processing line L1 is relatively high, the power of the laser beam irradiated along the second processing line L2 is relatively low, and the third processing line is relatively low. The power of the laser beam irradiated along (L3) is equal to the power of the laser beam irradiated along the first processing line (L1). The power pattern of can be processed repeatedly. In this case, the power of the laser beam irradiated along the second processing line L2 may be adjusted to zero.
이와 같이 가공라인에 따라 레이저빔의 파워를 서로 다르게 하여 불필요한 에너지량이 기판에 전달되는 것을 방지함으로써, 희생층(200) 하측에 위치한 가요성 기판(400) 등 제품에 사용되는 부품의 손상을 방지할 수 있다.In this way, by varying the power of the laser beam according to the processing line to prevent the unnecessary energy is transferred to the substrate, it is possible to prevent damage to the components used in the product, such as the
도 8을 참조하면, 본 발명의 레이저 리프트오프 방법은 희생층(200)을 선택적으로 제거할 수 있다.Referring to FIG. 8, the laser liftoff method of the present invention may selectively remove the
도 8에 도시된 바와 같이, 희생층(200)은 가상적으로 내부 영역(201)과 가장자리 영역(202)으로 구획될 수 있다.As shown in FIG. 8, the
이와 같이 구획된 희생층(200)에 대하여 희생층(200)의 내부 영역(201)에만 레이저빔(L)을 조사하여, 내부 영역(201)에 대응되는 기판(200)과 박막 전자 소자(500)의 영역을 서로 분리한다. 이때, 희생층(200)의 가장자리 영역(202)는 제거되지 않고 잔존하며, 가장자리 영역(202)에 대응되는 기판(100)과 박막 전자 소자(500)의 영역은 서로 접합된 상태를 유지한다.The laser beam L is irradiated only to the
위에서 언급한 바와 같이 희생층(200)을 선택적으로 제거하여 기판(100)과 박막 전자 소자(500)의 가장자리 영역이 서로 접합된 상태를 유지함으로써, 이후의 공정에서 가요성 기판(400)의 표면이 불순물에 의해 오염되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다. 가장자리 영역을 접합된 상태로 유지하여 외부 불순물과의 접촉을 최대한 차단하고, 마지막 공정에서는 외력을 가하여 기판(100)과 박막 전자 소자(500)를 완전 분리할 수 있다.As mentioned above, by selectively removing the
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. There will be. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
100 : 기판 200 : 희생층
300 : 점착층 400 : 가요성 기판
500 : 박막 전자 소자 610 : 제1갈바노미터 스캐너
620 : 제2갈바노미터 스캐너 630 : 레이저 스캐너
640 : 갈바노미터 스캐너 650 : 레이저 스캐너
700 : 기판 이송부100
300: adhesive layer 400: flexible substrate
500: thin film electronic device 610: first galvanometer scanner
620: second galvanometer scanner 630: laser scanner
640: galvanometer scanner 650: laser scanner
700: substrate transfer part
Claims (12)
상기 기판과 상기 박막 전자 소자를 분리하기 위하여 상기 기판을 통해 상기 희생층으로 레이저빔을 조사하며,
상기 레이저빔이 출력되는 레이저 소스는 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저 또는 LPSS(Lamp Pumped Solid State) 레이저이며,
상기 레이저빔은 300 ~ 600㎚ 범위의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트오프 방법.A flat display device comprising a substrate made of a light transmissive material, a thin film electronic element formed on the substrate, and a sacrificial layer formed between the substrate and the thin film electronic element,
Irradiating a laser beam to the sacrificial layer through the substrate to separate the substrate from the thin film electronic device,
The laser source to which the laser beam is output is a Diode Pumped Solid State (DPSS) laser or a Lamp Pumped Solid State (LPSS) laser,
And the laser beam has a wavelength in the range of 300 to 600 nm.
상기 레이저빔은 상기 기판의 내부 또는 상측에서 포커싱되며, 이후 상기 기판을 통과하여 디포커스된 상태로 상기 희생층에 조사되는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트오프 방법.The method of claim 1,
And the laser beam is focused on or inside the substrate and then irradiated to the sacrificial layer in a defocused state through the substrate.
상기 레이저빔은 단면의 에너지 분포가 가우시안 분포를 이루는 원형빔 형태로 조사되고,
조사되는 레이저빔에 의해 임의의 면적에 누적되는 에너지량이 균일하게 유지되도록, 이웃하게 조사되는 원형빔 형태의 레이저빔은 서로 중첩되게 조사되는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트오프 방법.The method of claim 1,
The laser beam is irradiated in the form of a circular beam having a cross-sectional energy distribution of Gaussian distribution,
The laser beam of the laser lift-off method characterized in that the laser beams in the form of neighboring circular beams are irradiated to overlap each other so that the amount of energy accumulated in any area by the irradiated laser beam is kept uniform.
이웃하게 조사되는 레이저빔은 서로 50% 이상 중첩되게 조사되는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트오프 방법.The method of claim 3,
The laser beam irradiated adjacently irradiated with at least 50% overlap each other laser liftoff method.
상기 레이저빔은 단면의 에너지 분포가 균질하게 된 탑햇(tophat) 분포를 이루는 사각빔 형태로 조사되는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트오프 방법.The method of claim 1,
And the laser beam is irradiated in the form of a square beam having a top hat distribution in which the energy distribution of the cross section is homogeneous.
상기 레이저빔은 상기 희생층 상에서 가상의 제1가공라인을 따라 서로 중첩되게 조사되면서 이동하고,
상기 레이저빔은 상기 희생층 상에서 상기 제1가공라인과 평행한 제2가공라인을 따라 서로 중첩되게 조사되면서 이동하며,
상기 제1가공라인을 따라 조사되는 레이저빔의 파워와 상기 제2가공라인을 따라 조사되는 레이저빔의 파워가 서로 다른 것을 특징으로 하는 레이저 리프트오프 방법.The method of claim 1,
The laser beam is moved while overlapping each other along the virtual first processing line on the sacrificial layer,
The laser beam is moved while overlapping each other along the second processing line parallel to the first processing line on the sacrificial layer,
The power of the laser beam irradiated along the first processing line and the power of the laser beam irradiated along the second processing line are different.
상기 희생층은 내부 영역과 가장자리 영역으로 구획되며,
상기 희생층의 내부 영역에만 레이저빔을 조사하여, 상기 내부 영역에 대응되는 상기 기판과 상기 박막 전자 소자의 영역은 서로 분리되고, 상기 가장자리 영역에 대응되는 상기 기판과 상기 박막 전자 소자의 영역은 서로 접합된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트오프 방법.The method of claim 1,
The sacrificial layer is divided into an inner region and an edge region,
By irradiating a laser beam only to the inner region of the sacrificial layer, the substrate and the region of the thin film electronic element corresponding to the inner region are separated from each other, and the substrate and the region of the thin film electronic element corresponding to the edge region are separated from each other. The laser liftoff method of maintaining the bonded state.
상기 레이저빔은 0.3 ~ 0.9 J/cm2 범위의 에너지 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트오프 방법.The method of claim 1,
And the laser beam has an energy density in the range of 0.3 to 0.9 J / cm 2.
상기 기판과 상기 박막 전자 소자를 분리하기 위하여, 상기 기판 측으로 조사되는 레이저빔을 출력하는 레이저 소스를 포함하며,
상기 레이저 소스는 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저 또는 LPSS(Lamp Pumped Solid State) 레이저이며,
상기 레이저 소스는 300 ~ 600㎚ 범위의 파장을 가지는 레이저빔을 출력하는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트오프 장치.A flat display device comprising a substrate made of a transparent material, a thin film electronic device formed on the substrate, and a sacrificial layer formed between the substrate and the thin film electronic device.
In order to separate the substrate and the thin film electronic device, a laser source for outputting a laser beam irradiated to the substrate side,
The laser source is a diode pumped solid state (DPSS) laser or a lamp pumped solid state (LPSS) laser,
The laser source is a laser lift-off device, characterized in that for outputting a laser beam having a wavelength in the range of 300 ~ 600nm.
입사되는 레이저빔을 입사방향과 다른 방향으로 반사시키는 미러와 상기 미러를 회전시키는 구동원을 구비하며, 상기 레이저빔을 상기 기판상에서 가상의 X축을 따라 이동시키는 제1갈바노미터 스캐너와,
입사되는 레이저빔을 입사방향과 다른 방향으로 반사시키는 미러와 상기 미러를 회전시키는 구동원을 구비하며, 상기 레이저빔을 상기 기판상에서 상기 X축과 교차하는 가상의 Y축을 따라 이동시키는 제2갈바노미터 스캐너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트오프 장치.10. The method of claim 9,
A first galvanometer scanner having a mirror for reflecting the incident laser beam in a direction different from the incident direction, a driving source for rotating the mirror, and moving the laser beam along the virtual X axis on the substrate;
A second galvanometer for reflecting the incident laser beam in a direction different from the incident direction and a driving source for rotating the mirror, the second galvanometer for moving the laser beam along an imaginary Y axis crossing the X axis on the substrate; And a scanner further comprising a scanner.
복수의 반사면을 가지며 입사되는 레이저빔을 입사방향과 다른 방향으로 반사시키는 폴리곤 미러(Polygon mirror)와 상기 폴리곤 미러를 회전시키는 구동원을 구비하며, 상기 레이저빔을 상기 기판상에서 가상의 X축을 따라 이동시키는 레이저 스캐너와,
입사되는 레이저빔을 입사방향과 다른 방향으로 반사시키는 미러와 상기 미러를 회전시키는 구동원을 구비하며, 상기 레이저빔을 상기 기판상에서 상기 X축과 교차하는 가상의 Y축을 따라 이동시키는 갈바노미터 스캐너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트오프 장치.10. The method of claim 9,
A polygon mirror having a plurality of reflective surfaces and reflecting an incident laser beam in a direction different from the incident direction, and a driving source for rotating the polygon mirror, wherein the laser beam is moved along the virtual X axis on the substrate; Laser scanner and
A galvanometer scanner having a mirror for reflecting the incident laser beam in a direction different from the incident direction and a driving source for rotating the mirror, the galvanometer scanner for moving the laser beam along an imaginary Y axis crossing the X axis on the substrate; Laser lift off device further comprising.
복수의 반사면을 가지며 입사되는 레이저빔을 입사방향과 다른 방향으로 반사시키는 폴리곤 미러(Polygon mirror)와 상기 폴리곤 미러를 회전시키는 구동원을 구비하며, 상기 레이저빔을 상기 기판상에서 가상의 X축을 따라 이동시키는 레이저 스캐너와,
상기 기판을 상기 기판상에서 상기 X축과 교차하는 가상의 Y축을 따라 이동시키는 기판 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트오프 장치.10. The method of claim 9,
A polygon mirror having a plurality of reflective surfaces and reflecting an incident laser beam in a direction different from the incident direction, and a driving source for rotating the polygon mirror, wherein the laser beam is moved along the virtual X axis on the substrate; Laser scanner and
And a substrate transfer part for moving the substrate along the virtual Y axis crossing the X axis on the substrate.
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