KR20130081822A - 레이저를 이용한 보호막 경화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 보호막 경화방법에 관한 것으로서, 기판준비단계와, 빔변환단계와, 조사단계를 포함한다. 기판준비단계는 무기막이 도포된 플렉시블 기판을 준비한다. 빔변환단계는 플렉시블 기판에 조사되는 레이저빔이 소정의 단면 형상을 가지도록 레이저빔을 변환한다. 조사단계는 변환된 레이저빔을 플렉시블 기판에 조사한다.

Description

레이저를 이용한 보호막 경화방법{Method for Hardening Protecting Layer using Laser}

본 발명은 레이저를 이용한 보호막 경화방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플렉시블 기판에 도포된 실리콘 산화막과 같은 무기막을 레이저빔을 이용하여 경화시키는 레이저를 이용한 보호막 경화방법에 관한 것이다.

플라스틱 필름과 같은 플렉시블 기판의 경우 좋은 휨 특성을 보여 플렉시블 디스플레이 소자의 기판으로 적합하지만, 투습도 및 산소투과도 특성이 좋지 않아, 소자의 수명 특성을 저하시키는 문제점을 지니고 있다. 특히, OLED 기술을 이용한 플렉시블 디스플레이의 경우, 수분 및 산소가 OLED를 구성하는 유기물에 문제점을 일으키고, PDP 기술을 이용한 플렉시블 디스플레이의 경우 방전 가스 오염으로 인해 소자의 수명을 단축시킨다. 그러므로, 일반적인 플라스틱 필름 상태로는 플렉시블 디스플레이 소자에 적용할 수 없다.

이를 개선하기 위해 플렉시블 기판에 실리콘 산화막과 같은 보호막을 도포하여 투습도 및 산소투과도를 낮출 수 있으나, 보호막 경화방법의 한계로 인하여 보호막의 경도를 충분히 확보할 수 없었다.

도 1을 참조하면, 종래에는 보호막(20)을 형성하기 위하여, 우선 진공증착방법에 의해 플렉시블 기판(10)에 실리콘 산화막과 같은 보호막(20)을 도포한 후, 히터(30)를 통해 열을 공급하여 보호막(20)을 경화시켰다. 히터(30)를 이용한 종래의 경화방법에서는 보호막(20)의 경도를 높이기 위해서는 충분히 높은 온도로 보호막(20)이 도포된 플렉시블 기판(10)을 가열해 주어야 한다. 그러나, 플라스틱 재질과 같이 열에 약한 재질로 형성된 플렉시블 기판(10)의 경우 높은 온도의 열이 가해지면, 쭈글쭈글해지거나 일부분이 녹는 현상까지 발생할 수 있다. 따라서, 보호막(20)이 도포된 플렉시블 기판(10)에 충분히 높은 온도의 열을 가할 수 없게 되고, 그 결과 보호막(20)은 낮은 경도를 가지는 문제점이 있다.

또한, 플렉시블 기판(10)이 대형화되면서, 히터(30)를 이용한 종래의 경화방법은 플렉시블 기판(10) 전면에 걸쳐 균일한 경도를 확보할 수 없었다. 히터(30)를 무한정 크게 할 수 없는 상황에서 일부 영역에 가해지는 열이 다른 영역에 가해지는 열보다 많아 플렉시블 기판(10)의 국소 영역에 따라 경도가 변하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플레시블 기판에 도포된 보호막에 레이저빔을 조사하여 보호막을 경화시킴으로써, 전체적으로 보호막의 경도를 높일 수 있고, 플렉시블 기판 전면에 걸쳐 보호막의 경도를 균일하게 유지할 수 있는 레이저를 이용한 보호막 경화방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저를 이용한 보호막 경화방법은, 무기막이 도포된 플렉시블 기판을 준비하는 기판준비단계; 상기 플렉시블 기판에 조사되는 레이저빔이 소정의 단면 형상을 가지도록 상기 레이저빔을 변환하는 빔변환단계; 및 변환된 레이저빔을 상기 플렉시블 기판에 조사하는 조사단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 무기막은 실리콘 산화막(SiO2)이다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 플렉시블 기판은 플라스틱 재질로 형성된다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 빔변환단계에서는, 상기 레이저빔이 선형의 단면 형상을 가지도록 상기 레이저빔을 변환한다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 빔변환단계에서는, 상기 레이저빔이 사각의 단면 형상을 가지도록 상기 레이저빔을 변환한다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 빔변환단계에서는, 단면의 에너지 분포가 균질하게 된 플랫탑(flattop) 분포를 이루도록 레이저빔을 변환한다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 조사단계에서는, 상기 레이저빔은 고정시키고 상기 플렉시블 기판을 이동시키면서, 상기 레이저빔을 상기 플렉시블 기판에 조사한다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 조사단계에서는, 상기 플렉시블 기판은 고정시키고 상기 레이저빔을 이동시키면서, 상기 레이저빔을 상기 플렉시블 기판에 조사한다.

본 발명의 레이저를 이용한 보호막 경화방법에 따르면, 무기막에서의 흡수율은 높고, 플렉시블 기판에서의 흡수율은 낮은 파장대를 가지는 레이저빔을 조사함으로써, 전체적으로 보호막의 경도를 높이면서, 플렉시블 기판은 손상시키지 않을 수 있다.

또한, 본 발명의 레이저를 이용한 보호막 경화방법에 따르면, 레이저빔을 기판 전면에 걸쳐 이동시키면서 보호막에 직접 조사하는 방식으로 보호막을 경화시킴으로써, 국소 영역별로 경도의 차이가 없이 플렉시블 기판 전면에 걸쳐 보호막의 경도를 균일하게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 레이저를 이용한 보호막 경화방법에 따르면, 단면의 에너지 분포가 균질하게 된 플랫탑(flattop) 분포를 이루는 레이저빔을 플렉시블 기판에 조사함으로써, 레이저빔의 단면 형상 내에서의 경화 품질을 균일하게 유지할 수 있다.

도 1은 종래의 보호막 경화방법의 일례를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법을 구현하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법의 순서도이고,
도 4는 도 3의 레이저를 이용한 보호막 경화방법의 빔변환단계에서 변환되는 레이저빔의 단면 형상의 변형례를 도시한 도면이고,
도 5 및 도 6은 도 3의 레이저를 이용한 보호막 경화방법의 다른 실시예를 구현하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법을 구현하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법의 순서도이다.

우선, 도 2를 참조하면, 본 발명의 레이저를 이용한 보호막 경화방법을 구현하기 위한 장치(100)는, 레이저 발진기(110)와, 경로조정수단(120)과, 광변환부(130)와, 기판구동부(미도시)를 포함한다.

상기 레이저 발진기(110)는 경화 공정에 이용되는 레이저빔(L)을 발진한다. 레이저 발진기(110)는 플렉시블 기판(10)에 도포된 무기막(20)에는 흡수율이 높지만, 플렉시블 기판(10) 자체에는 흡수율이 낮은 파장대를 가지는 레이저빔(L)을 생성하여 출력한다.

상기 경로조정수단(120)은, 레이저 발진기(110)에서 생성된 레이저빔(L)을 플렉시블 기판(10)측으로 전송하기 위하여 경로를 조정한다. 도 2에는 반사미러만을 예로 들어 도시하였으나, 빔스플리터, 빔확대기 등 레이저빔의 경로를 조정하기 위한 다양한 광학부품이 이용될 수 있다.

상기 광변환부(130)는, 플렉시블 기판(10)에 조사되는 레이저빔(L)이 원하는 단면 형상을 가지도록 레이저빔(L)을 변환한다. 본 실시예에서는 선형(LA1)의 단면 형상을 가지도록 레이저빔(L)을 변환한다.

상기 기판구동부는, 무기막(20)이 도포된 플렉시블 기판(10)을 직선이송시킨다. 레이저빔(L)은 고정되고, 플렉시블 기판(10)이 직선왕복이송되면서 무기막(20)의 경화 공정이 수행된다. 기판구동부는 무기막(20)이 도포된 플렉시블 기판(10)을 직선이송시키는 직선이송유닛에 의해 구현될 수 있다. 플렉시블 기판(10)이 안착된 기판지지부(미도시)를 직선이송시키는 직선이송유닛은, 리니어 모터, 회전모터와 볼 스크류를 조합한 구성 등 통상의 기술자에게 잘 알려진 구성을 채용할 수 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 레이저를 이용한 보호막 경화방법은, 플렉시블 기판에 도포된 실리콘 산화막과 같은 무기막을 레이저빔을 이용하여 경화시키는 것으로서, 기판준비단계(S10)와, 빔변환단계(S20)와, 조사단계(S30)를 포함한다.

상기 기판준비단계(S10)는, 무기막(20)이 도포된 플렉시블 기판(10)을 준비한다.

본 실시예의 무기막(20)은 실리콘 산화막(SiO2)인 것이 바람직하고, 알루미늄산화막(Al2O3) 및 실리콘산화질화막(SiOxNy) 등 다른 무기막 또한 플렉시블 기판(10)에 도포되어 레이저빔(L)에 의해 경화될 수 있다.

또한, 본 실시예의 플렉시블 기판(10)은 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하나, 얇은 금속박판 등도 플렉시블 기판(10)으로 활용 가능하다.

상기 빔변환단계(S20)는, 플렉시블 기판(10)에 조사되는 레이저빔(L)이 소정의 단면 형상을 가지도록 레이저빔(L)을 변환한다.

레이저 발진기(110)로부터 출력된 레이저빔(L)은 일반적으로 작은 지름의 원형의 단면 형상을 가진다. 이러한 레이저빔(L)은 광변환부(130)를 통과하면서 선형(LA1)의 단면 형상을 가지도록 변환된다. 레이저빔(L)이 작은 지름의 원형의 단면을 가질 경우, 플렉시블 기판(10)의 전면을 경화시키는데 너무 오랜 시간이 소요되므로, 선형(LA1)의 단면 형상을 가지도록 변환한 후, 플렉시블 기판(10)으로 조사하는 것이 바람직하다.

또한, 빔변환단계(S20)에서는, 단면의 에너지 분포가 균질하게 된 플랫탑(flattop) 분포를 이루도록 레이저빔(L)을 변환하는 것이 바람직하다. 광변환부(130) 내에 호모지나이저(homogenizer)(미도시)를 설치하여, 레이저 발진기(110)에서 발진되는 레이저빔(1)의 단면 에너지 분포를 균질하게 할 수 있다. 이와 같이 레이저빔(L)을 단면의 에너지 분포가 균질하도록 변환함으로써, 선형(LA1)의 단면 형상 전체에 걸쳐 경화 품질을 균일하게 유지할 수 있다.

상기 조사단계(S30)는, 변환된 레이저빔(L)을 플렉시블 기판(10)에 조사한다. 플렉시블 기판(10)에 조사되는 레이저빔(L)은 무기막(10)에서의 흡수율은 높고, 플렉시블 기판(10)에서의 흡수율은 낮은 파장대를 가지는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 선형(LA1)의 단면 형상을 가지도록 변환된 레이저빔(L)은 고정시키고 플렉시블 기판(10)을 이동시키면서, 레이저빔(L)을 플렉시블 기판(10)에 조사한다. 플렉시블 기판(10)을 전후좌우로 이동시키면서 플렉시블 기판(10) 전면에 도포된 무기막(20)을 경화시킨다.

상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법은, 무기막에서의 흡수율은 높고, 플렉시블 기판에서의 흡수율은 낮은 파장대를 가지는 레이저빔을 조사함으로써, 전체적으로 보호막의 경도를 높이면서, 플렉시블 기판은 손상시키지 않는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법은, 레이저빔을 기판 전면에 걸쳐 이동시키면서 보호막에 직접 조사하는 방식으로 보호막을 경화시킴으로써, 국소 영역별로 경도의 차이가 없이 플렉시블 기판 전면에 걸쳐 보호막의 경도를 균일하게 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 보호막 경화방법은, 단면의 에너지 분포가 균질하게 된 플랫탑(flattop) 분포를 이루는 레이저빔을 플렉시블 기판에 조사함으로써, 레이저빔의 단면 형상 내에서의 경화 품질을 균일하게 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 도 4는 도 3의 레이저를 이용한 보호막 경화방법의 빔변환단계에서 변환되는 레이저빔의 단면 형상의 변형례를 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 장치(100)에서는 레이저빔(L)이 선형(LA1)의 단면 형상을 가지도록 레이저빔(L)을 변환하였으나, 광변환부(130')를 통해 레이저빔(L)이 사각(LA2)의 단면 형상을 가지도록 레이저빔(L)을 변환할 수도 있다. 이때에도, 단면의 에너지 분포가 균질하도록 레이저빔(L)을 변환하여 사각(LA2)의 단면 형상 전체에 걸쳐 경화 품질을 균일하게 유지할 수 있다.

한편, 도 5 및 도 6은 도 3의 레이저를 이용한 보호막 경화방법의 다른 실시예를 구현하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 장치(100)를 이용하는 실시예에서는 레이저빔(L)은 고정시키고 플렉시블 기판(10)을 이동시켰으나, 도 5 및 도 6에 도시된 장치(200,300)를 이용하는 본 실시예의 조사단계에서는, 플렉시블 기판(10)은 고정시키고 레이저빔(L)을 이동시키면서 레이저빔(L)을 플렉시블 기판(10)에 조사한다.

도 5에 도시된 장치(200)와 같이, 레이저 발진기(110), 경로조정수단(120), 광변환부(130)를 포함하는 헤드 유닛(210)을 구성한 후, 헤드 유닛(210) 자체를 직선이송시키면서 레이저빔(L)을 플렉시블 기판(10)에 조사할 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 장치(300)와 같이, 갈바노미터 스캐너(320) 등을 이용하여 레이저빔(L)을 플렉시블 기판(10)상의 원하는 위치로 편향시키면서 무기막(20)을 경화시킬 수 있다. 이때, 레이저 발진기(110)로부터 출력된 레이저빔(L)은 빔확대기 등의 광변환부를 이용하여 상대적으로 큰 지름의 원형 단면을 가지도록 변환될 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

10 : 플렉시블 기판
20 : 무기막
110 : 레이저 발진기
120 : 경로조정수단
130 : 광변환부

Claims (8)

1. 무기막이 도포된 플렉시블 기판을 준비하는 기판준비단계;
   상기 플렉시블 기판에 조사되는 레이저빔이 소정의 단면 형상을 가지도록 상기 레이저빔을 변환하는 빔변환단계; 및
   변환된 레이저빔을 상기 플렉시블 기판에 조사하는 조사단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 보호막 경화방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 무기막은 실리콘 산화막(SiO2)인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 보호막 경화방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 플렉시블 기판은 플라스틱 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 보호막 경화방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 빔변환단계에서는,
   상기 레이저빔이 선형의 단면 형상을 가지도록 상기 레이저빔을 변환하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 보호막 경화방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 빔변환단계에서는,
   상기 레이저빔이 사각의 단면 형상을 가지도록 상기 레이저빔을 변환하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 보호막 경화방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 빔변환단계에서는,
   단면의 에너지 분포가 균질하게 된 플랫탑(flattop) 분포를 이루도록 레이저빔을 변환하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 보호막 경화방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 조사단계에서는,
   상기 레이저빔은 고정시키고 상기 플렉시블 기판을 이동시키면서, 상기 레이저빔을 상기 플렉시블 기판에 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 보호막 경화방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 조사단계에서는,
   상기 플렉시블 기판은 고정시키고 상기 레이저빔을 이동시키면서, 상기 레이저빔을 상기 플렉시블 기판에 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 보호막 경화방법.

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