KR20200091051A - 레이저 에칭 장치와 그것을 이용한 레이저 에칭 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 레이저빔을 출사하는 광원 및, 그 출사된 레이저빔을 원의 궤적으로 대상체에 조사하는 스캐너를 포함하는 레이저 에칭 장치를 개시한다.

Description

레이저 에칭 장치와 그것을 이용한 레이저 에칭 방법{Laser etching apparatus and laser etching method using the same}
본 발명은 디스플레이 패널 등에 레이저빔을 조사하여 홀을 형성하는 레이저 에칭 장치와 그것을 이용한 레이저 에칭 방법에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 표시 장치와 같은 디스플레이 패널에는 카메라나 센서가 설치되기 위한 홀이 형성된다. 기존에는 디스플레이 패널의 비표시영역에 홀을 형성하고 카메라나 센서를 설치했는데, 최근 비표시영역의 면적이 점차 좁아지는 추세라 표시영역에 홀을 형성할 필요성이 대두되고 있다.
그런데, 이와 같이 표시영역에 홀을 형성할 때 기존의 비표시영역에 홀을 형성할 때처럼 기계적인 방식으로 천공을 하게 되면, 그 천공 단면부가 거칠게 형성되어서 화면 시청에 상당히 거슬리는 요소로 작용하기가 쉽고, 또한 그 거친 단면을 통해 수분과 산소가 내부로 침투하기도 용이해진다. 또한, 일반적인 레이저로 천공을 할 경우에는 레이저빔 스폿의 크기에 의해 뚫을 수 있는 구멍의 크기가 제한되기 때문에, 디스플레이 패널의 표시영역과 같은 다층막의 구조체에 카메라나 센서가 설치될 만한 넓은 구멍을 뚫는 데에는 바로 채용하기가 어려운 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 레이저빔의 스폿 크기를 초과하는 크기의 넓은 구멍을 안정적으로 뚫을 수 있도록 개선된 레이저 에칭 장치와 그것을 이용한 레이저 에칭 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예는 레이저빔을 출사하는 광원; 및 상기 출사된 레이저빔을 원의 궤적으로 대상체에 조사하는 스캐너;를 포함하는 레이저 에칭 장치를 제공한다.
상기 광원과 상기 스캐너 사이에서 상기 레이저빔을 선형빔으로 변환시키는 회절광학소자가 더 구비될 수 있다.
상기 회절광학소자의 선형빔은 상기 스캐너에 의한 원의 궤적에 연동하여 회전할 수 있다.
상기 선형빔은 상기 원의 궤적을 따라 반경방향과 평행하게 위치하도록 회전할 수 있다.
상기 선형빔은 직사각형 빔을 포함할 수 있다.
상기 선형빔은 사다리꼴 빔을 포함할 수 있다.
상기 원의 궤적은 도우넛 궤적을 포함할 수 있다.
상기 스캐너는 투광렌즈를 구비하며, 상기 투광렌즈의 개구수에 따라 상기 레이저빔의 크기가 변할 수 있다.
상기 스캐너는 상기 레이저빔의 경로 상에서 회전하며 상기 원의 궤적을 유도하는 한 쌍의 웨지(wedge) 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 대상체는 디스플레이 패널의 표시영역을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 대상체를 준비단계 및, 상기 대상체에 홀을 뚫는 천공단계를 포함하며, 상기 천공단계가 광원에서 레이저빔을 출사하는 단계와, 상기 출사된 레이저빔을 스캐너를 이용하여 상기 대상체에 원의 궤적으로 조사하는 단계를 포함하는 레이저 에칭 방법을 제공한다.
상기 광원에서 출사된 레이저빔을 상기 대상체에 조사하기 전에 회절광학소자를 이용하여 선형빔으로 변환시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 회절광학소자의 선형빔을 상기 스캐너에 의한 원의 궤적에 연동하여 회전시킬 수 있다.
상기 선형빔을 상기 원의 궤적을 따라 반경방향과 평행하게 위치하도록 회전시킬 수 있다.
상기 선형빔은 직사각형 빔을 포함할 수 있다.
상기 선형빔은 사다리꼴 빔을 포함할 수 있다.
상기 원의 궤적은 도우넛 궤적을 포함할 수 있다.
상기 스캐너는 투광렌즈를 구비하며, 상기 투광렌즈의 개구수로 상기 레이저빔의 크기를 조정할 수 있다.
상기 스캐너는 상기 레이저빔의 경로 상에서 회전하는 한 쌍의 웨지(wedge) 렌즈를 포함하며, 상기 한 쌍의 웨지 렌즈를 회전시켜서 상기 원의 궤적을 유도할 수 있다.
상기 대상체는 디스플레이 패널의 표시영역을 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 레이저 에칭 장치와 방법에 의하면, 레이저빔의 스폿 크기를 초과하는 크기의 넓은 구멍을 안정적으로 뚫을 수 있으며, 특히 디스플레이 패널의 표시영역에 대해서도 넓은 구멍을 깔끔하게 형성할 수 있어서 제품의 품질을 안정시켜준다. 따라서, 생산성 향상과 함께 제품의 안정적인 품질이 확보될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 에칭 장치로 홀이 형성된 디스플레이 패널을 보인 사시도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 패널의 표시영역 내 한 화소 구조를 보인 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 에칭 장치로 상기 표시영역에 홀을 형성하는 과정을 묘사한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 에칭 장치 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 레이저 에칭 장치 중 회절광학소자의 선형빔 회전 과정을 묘사한 도면이다.
도 6은 도 4의 레이저 에칭 장치 중 스캐너의 원 궤적 유도 과정을 묘사한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 선형빔의 변형 가능한 예를 보인 도면이다.
도 8은 도 6에 도시된 스캐너의 변형 가능한 예를 보인 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 에칭 장치(100; 도 4 참조)에 의해 홀(H)이 형성된 디스플레이 패널(300)을 도시한 것이다.
도시된 바와 같이 디스플레이 패널(300)에는 화상이 표시되는 표시영역(310)과 그 주변의 비표시영역(320)이 마련되어 있고, 상기 홀(H)은 표시영역(310)에 형성된다. 즉, 최근에는 비표시영역(320)이 점차 좁아지는 추세라 카메라나 센서 등을 설치하기 위한 홀(H)을 형성할 만한 여유 공간이 없어서, 표시영역(310)에 홀(H)을 형성하는 것이다.
상기 표시영역(310)에는 다수의 화소들이 배치되어 있는데, 그 중 한 화소를 살펴보면 도 2와 같은 구조로 이루어져 있다.
도면을 참조하면, 베이스판(310a)상에 버퍼층(313)이 형성되어 있고, 이 버퍼층(313) 위에 박막트랜지스터(311)와 유기 발광 소자(312)가 형성되어 있다.
박막트랜지스터(311)는 활성층(311a)과, 이 활성층(311a)을 덮도록 형성된 게이트 절연막(314)과, 게이트 절연막(314) 상부의 게이트 전극(311b)을 갖는다.
게이트 전극(311b)을 덮도록 층간 절연막(315)이 형성되며, 층간 절연막(315)의 상부에 소스전극(311c) 및 드레인 전극(311d)이 형성된다.
소스전극(311c) 및 드레인 전극(311d)은 게이트 절연막(314) 및 층간 절연막(315)에 형성된 컨택홀에 의해 활성층(311a)의 소스 영역 및 드레인 영역에 각각 접촉된다.
그리고, 상기 드레인 전극(311d)에 유기 발광 소자(312)의 화소전극(312a)이 연결된다. 화소전극(312a)은 평탄화막(316) 상부에 형성되어 있으며, 이 화소전극(312a) 위에 서브화소 영역을 구획하는 화소정의막(Pixel defining layer: 317)이 형성된다. 상기 버퍼층(313)부터 상기 화소전극(312a)과 화소정의막(317) 까지를 통상 백플레인층(BP)라고도 부른다.
그리고, 화소정의막(317)의 개구부에 유기 발광 소자(312)의 발광층(312b)이 형성되고, 이들 상부에 대향전극(312c)이 증착된다. 즉, 화소정의막(317)으로 둘러싸인 개구부가 적색화소(R), 녹색화소(G), 및 청색화소(B)와 같은 한 화소의 발광 영역이 되며, 그 안에 해당 색상의 발광층(312b)이 형성되는 것이다. 여기서는 하나의 화소를 도시한 것이고, 실제 디스플레이부에는 이러한 화소들이 행과 열의 방향으로 다수개가 배치되어 있다고 보면 된다.
그리고, 대향전극(312c) 위에는 보호층인 캐핑층(318)과, 외부로부터의 수분과 산소의 침투를 막아주는 박막봉지층(319)으로서 무기막(319a)-유기막(319b)-무기막(319c)이 차례로 적층된다.
따라서, 표시영역(310)에 큰 홀(H)을 뚫는다는 것은 이와 같이 여러 층으로 이루어진 다층막 구조체에 대해 안정적으로 천공해야 함을 의미한다.
도 3a 내지 도 3c는 이러한 다층막 구조체에 대해 본 실시예의 레이저 에칭 장치(100: 도 4 참조)로 홀(H)을 형성하는 방식을 개략적으로 먼저 보여준 것이다.
여기서는 편의 상 버퍼층(313)부터 화소정의막(317)까지를 백플레인층(BP)으로 간소화해서 도시한다. 그리고 발광층(312b)은 화소 안의 발광층(312b)일 수도 있지만, 표시영역(310) 내에서 그와 동일층에 동일 재질로 형성되는 층을 포함하는 의미로 보면 된다.
일단, 도 3a와 같이 폴리이미드 재질의 기판(310a) 상에 백플레인층(BP)에서 캐핑층(318)까지 형성된 다층막 구조체에 대해 레이저빔(10)을 조사하여 도우넛 형태의 홈(h)을 형성한다. 이때 홈(h)은 캐핑층(318)과 대향전극(312c) 및 발광층(312b) 까지 파고 들어가도록 형성한다. 물론, 더 깊이 파고 들어가도 되지만, 실제 화상을 구현하고 시청자 눈에 직접적으로 시인되는 것은 발광층(312b)까지이고 이 발광층(312b)이 수분과 산소에 가장 민감한 층이며, 그 아래 층은 기계적 커팅으로 그냥 잘라도 별 문제가 없으므로, 이렇게 3층까지만 홈(h)을 형성하도록 레이저빔(10)의 적합한 세기를 선택한다. 그리고, 레이저빔(10)의 스폿 사이즈만큼만 홈(h)을 파는 것이 아니라, 도우넛 형태로 원 궤적을 따라(도 6 참조) 돌아가면서 일정 영역에 대해 홈(h)을 형성하는 것이라서 결과적으로 매우 큰 홀(H)을 형성할 수 있게 된다.
또한, 이때 사용되는 레이저빔(10)은 일반적인 가우시안 프로파일 형태의 빔이 아니라 빛의 세기가 평탄화된 선형빔의 형태로 조사된다. 따라서 레이저빔(10)의 정중앙에 해아되는 부위만 깊이 파이고 가장자리에 해당되는 부위는 잘 안 파인 형상이 아니라 전체적을 균일하게 파인 홈(h)이 형성된다. 이 선형빔은 회절광학소자(130: 도 4 참조)에 의해 형성되는데 이에 대해서는 후술하기로 한다.
이렇게 홈(h)을 형성하고 나면, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 박막봉지층(319)의 무기막(319a)-유기막(319b)-무기막(319c)을 차례로 성막한다. 이에 의해 홈(h) 형성 시 노출되었던 발광층(312b)의 측면이 덮이게 되어 수분과 산소의 침투로부터 보호된다.
그 다음에는 도 3c와 같이 홈(h) 하방의 백플레인층(BP)과 기판(310a)을 커팅하여 커다란 홀(H)을 형성한다. 커팅은 기계적 커팅이 사용될 수도 있고, 일반적인 가우시안 프로파일의 스폿 레어저빔을 홈(h) 가장자리를 따라 조사하여 커팅할 수도 있다. 이후, 이 홀(H)에 카메라나 센서 등을 배치한다.
이제, 도 4를 참조하여 상기한 홈(h)과 홀(H)을 형성하기 위한 본 실시예의 레이저 에칭 장치(100)를 설명하기로 한다.
상기 레이저 에칭 장치(100)는 레이저빔(10)을 출사하는 광원(110)과, 레이저빔의 크기를 확대하는 빔확대기(120), 전술한 바대로 레이저빔(10)을 선형빔으로 변환시키는 회절광학소자(130) 및, 상기 레이저빔(10)을 원의 궤적으로 대상체(300)에 조사하는 스캐너(140)를 포함한다. 참조부호 150은 가공 대상체(300)가 설치되는 진공챔버를 나타내며, 참조부호 151은 투광창을 나타낸다. 대상체(300)는 디스플레이 패널을 예시한 것이므로 같은 부호를 사용하기로 한다.
여기서, 상기 회절광학소자(130)는 도 4에 개략적으로 묘사한 바와 같이 중앙부에 빔의 세기가 집중된 가우시안 형태의 프로파일을 가진 레이저빔(10)을 전체적으로 평탄하게 균등화된 선형빔 형태의 프로파일로 변환시킨다.
이를 위해 회절광학소자(130)는 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같은 회절패턴(131)을 구비한다. 즉, 가우시안 프로파일의 레이저빔(10)이 이 회절패턴(131)을 통과하면서 선형빔 형태로 바뀌게 되는 것이다. 그리고, 이 회절패턴(131)은 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 회전하게 되는데, 이것은 상기 스캐너(140)에 의한 원의 궤적을 따라 연동하며 선형빔의 각도를 바꿔주기 위한 것이다.
도 6이 이러한 스캐너(140)와 회절광학소자(130)의 연동을 묘사한 것인데, 스캐너(140)는 선형빔으로 변환된 레이저빔(10)을 원의 궤적을 따라 조사하여 대상체(300)에 전술한 도우넛 형상의 홈(h)이 형성되게 한다. 한 스폿 사이즈의 레이저빔이 아니라 평탄화된 선형빔 형태의 레이저빔(10)이 조사되는 것이므로 단순한 원이 아니라 도우넛 형상의 홈(h)이 만들어지는 것이다. 그리고, 회절광학소자(130)는 회절패턴(131)을 스캐너(140)의 움직임과 연동하여 회전시켜서 선형빔 형태의 레이저빔(10)이 원 궤적의 반경방향과 계속 평행해지도록 제어한다. 그래야 원 궤적을 따라 균일한 폭으로 홈(h)이 형성될 수 있기 때문이다.
한편, 대상체(300)에 조사되는 이 선형빔 형태의 레이저빔(10) 크기는 상기 스캐너(140)의 투광렌즈(141) 개구수로 조절할 수도 있다. 예를 들어 레이저빔(10)의 크기를 줄이고 싶으면 고 개구수의 투광렌즈(141)를 사용하고, 크기를 키우고 싶으면 저 개구수의 투광렌즈(141)를 사용하면 된다. 대신, 레이점빔(10)의 크기가 작아지면 원의 궤적 만으로는 충분한 폭의 홈(h)을 형성할 수 없기 때문에, 그때에는 한 조사 지점에서 반경방향으로도 레이저빔(10)을 이동시키면서 원 궤적을 그리도록 스캐너(140)가 제어하면 된다. 이렇게 원의 궤적과 반경방향 궤적이 합쳐진 것을 도우넛 궤적이라고 칭할 수 있는데, 원 궤적에 포함되는 좀 더 구체화된 변형 궤적이라고 볼 수 있다.
이와 같은 구성의 레이저 에칭 장치(100)를 이용한 홀(H)의 형성 과정을 도3a 내지 도 3c를 참조하여 다시 한번 정리하면 다음과 같다.
도 3a와 같이 기판(310a) 상에 백플레인층(BP)에서 캐핑층(318)까지 형성된 다층막 구조체를 대상체(300)로 준비해서 도 4의 진공챔버(150) 내에 설치한 후 상기 회절광학소자(130)에 의해 선형빔으로 변환된 레이저빔(10)을 스캐너(140)로 원의 궤적을 따라 조사하며 홈(h)을 형성한다.
이에 따라 캐핑층(318)과 대향전극(312c) 및 발광층(312b) 까지 파고 들어간 홈(h)이 도우넛 형태로 형성된다. 이때 선형빔으로 변환된 균일한 세기의 레이저빔(10)이 홈(h)의 폭을 따라 균일한 세기로 조사되면서 벽면 부위도 중앙부와 거의 균일하게 가공되므로, 홈(h)의 단면이 거칠지 않고 수직벽에 가까운 깔끔한 형태로 형성될 수 있다.
이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이 박막봉지층(319)의 무기막(319a)-유기막(319b)-무기막(319c)을 차례로 성막하여 홈(h) 형성 시 노출되었던 발광층(312b)의 측면이 덮어준다.
그 다음에는 도 3c와 같이 홈(h) 하방의 백플레인층(BP)과 기판(310a)을 커팅하여 커다란 홀(H)을 형성하고, 이 홀(H)에 카메라나 센서 등을 배치한다.
따라서, 이와 같이 선형빔 형상의 레이저빔(10)으로 도우넛 형상의 홈(h)을 만들고 천공하여 홀(H)을 만듦으로써 레이저빔(10)의 스폿 크기를 초과하는 크기의 넓은 구멍을 안정적으로 뚫을 수 있게 되며, 특히 디스플레이 패널(300)의 표시영역에 대해서도 넓은 구멍을 깔끔하게 형성할 수 있어서 제품의 품질을 안정시켜준다
한편, 전술한 실시예에서는 회절광학소자(130)의 회절패턴(131)에 의해 레이저빔(10)이 직사각형의 선형빔으로 변환되는 것을 예시하였는데, 도 7에 도시된 바와 같이 사다리꼴의 선형빔(20)으로 변환시켜서 사용할 수도 있다. 즉, 회절패턴(131)을 다양하게 바꿔서 원 궤적의 원주를 빈틈없이 따라가는데 더 유리한 형상을 선택할 수도 있다.
그리고, 앞에서 설명한 스캐너(140)는 내부에 설치된 미러(미도시) 등에 의해 광 조사 궤적을 조정하는 구조를 예시한 것인데, 이를 도 8과 같은 한 쌍의 웨지(wedge) 미러(210)(220)로 변환하여 구성할 수도 있다. 즉, 레이저빔(30)의 경로 상에 한 쌍의 웨지(wedge) 미러(210)(220)를 설치하여 회전시킴으로써 원의 궤적을 유도하도록 스캐너(140)를 구성할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
결론적으로 이상에서 설명한 바와 같은 레이저 에칭 장치 및 레이저 에칭 방법에 의하면, 레이저빔의 스폿 크기를 초과하는 크기의 넓은 구멍을 안정적으로 뚫을 수 있으며, 특히 디스플레이 패널의 표시영역에 대해서도 넓은 구멍을 깔끔하게 형성할 수 있어서 제품의 품질을 안정시켜준다. 따라서, 생산성 향상과 함께 제품의 안정적인 품질이 확보될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10,20,30: 레이저빔 100: 레이저 에칭 장치
110: 광원 120: 빔확대기
130: 회절광학소자 140: 스캐너
150: 진공챔버

Claims (20)

  1. 레이저빔을 출사하는 광원; 및
    상기 출사된 레이저빔을 원의 궤적으로 대상체에 조사하는 스캐너;를 포함하는 레이저 에칭 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 스캐너 사이에서 상기 레이저빔을 선형빔으로 변환시키는 회절광학소자가 더 구비된 레이저 에칭 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 회절광학소자의 선형빔은 상기 스캐너에 의한 원의 궤적에 연동하여 회전하는 레이저 에칭 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 선형빔은 상기 원의 궤적을 따라 반경방향과 평행하게 위치하도록 회전하는 레이저 에칭 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 선형빔은 직사각형 빔을 포함하는 레이저 에칭 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 선형빔은 사다리꼴 빔을 포함하는 레이저 에칭 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 원의 궤적은 도우넛 궤적을 포함하는 레이저 에칭 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스캐너는 투광렌즈를 구비하며,
    상기 투광렌즈의 개구수에 따라 상기 레이저빔의 크기가 변하는 레이저 에칭 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스캐너는 상기 레이저빔의 경로 상에서 회전하며 상기 원의 궤적을 유도하는 한 쌍의 웨지(wedge) 렌즈를 포함하는 레이저 에칭 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상체는 디스플레이 패널의 표시영역을 포함하는 레이저 에칭 장치.
  11. 대상체를 준비단계 및, 상기 대상체에 홀을 뚫는 천공단계를 포함하며,
    상기 천공단계는,
    광원에서 레이저빔을 출사하는 단계와,
    상기 출사된 레이저빔을 스캐너를 이용하여 상기 대상체에 원의 궤적으로 조사하는 단계를 포함하는 레이저 에칭 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광원에서 출사된 레이저빔을 상기 대상체에 조사하기 전에 회절광학소자를 이용하여 선형빔으로 변환시키는 단계를 더 포함하는 레이저 에칭 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 회절광학소자의 선형빔을 상기 스캐너에 의한 원의 궤적에 연동하여 회전시키는 레이저 에칭 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 선형빔을 상기 원의 궤적을 따라 반경방향과 평행하게 위치하도록 회전시키는 레이저 에칭 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 선형빔은 직사각형 빔을 포함하는 레이저 에칭 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 선형빔은 사다리꼴 빔을 포함하는 레이저 에칭 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 원의 궤적은 도우넛 궤적을 포함하는 레이저 에칭 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 스캐너는 투광렌즈를 구비하며, 상기 투광렌즈의 개구수로 상기 레이저빔의 크기를 조정하는 레이저 에칭 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 스캐너는 상기 레이저빔의 경로 상에서 회전하는 한 쌍의 웨지(wedge) 렌즈를 포함하며, 상기 한 쌍의 웨지 렌즈를 회전시켜서 상기 원의 궤적을 유도하는 레이저 에칭 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 대상체는 디스플레이 패널의 표시영역을 포함하는 레이저 에칭 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240011615A (ko) 2022-07-19 2024-01-26 (주)미래컴퍼니 기판 가공 방법, 가공휠 유닛, 및 기판 가공 장치

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110181179B (zh) * 2019-05-31 2021-12-14 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光切割设备及激光切割方法
US20200411776A1 (en) * 2019-06-25 2020-12-31 Whuan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co.,Ltd Organic light emitting diode display panel and method of manufacturing thereof
CN113275736A (zh) * 2021-05-11 2021-08-20 苏州科韵激光科技有限公司 一种可变线宽的激光加工方法以及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001025887A (ja) * 1999-07-12 2001-01-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工装置及びその方法、及びプラズマディスプレイパネルにおける透明電極のレーザ加工装置及びその方法
KR20060127744A (ko) * 2005-06-07 2006-12-13 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 웨지를 이용한 회절형 빔 호모지나이저 광학계
KR100929505B1 (ko) * 2001-09-25 2009-12-03 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 레이저 조사 장치 및 반도체 장치를 제조하는 방법
KR20150102180A (ko) * 2014-02-27 2015-09-07 삼성디스플레이 주식회사 레이저 빔 조사 장치 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법
US20160067824A1 (en) * 2014-09-09 2016-03-10 G.C. Laser Systems, Inc. Laser ablation and processing methods and systems

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5593606A (en) 1994-07-18 1997-01-14 Electro Scientific Industries, Inc. Ultraviolet laser system and method for forming vias in multi-layered targets
TW305063B (ko) 1995-02-02 1997-05-11 Handotai Energy Kenkyusho Kk
JP2003511241A (ja) 1999-09-30 2003-03-25 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 有機材料をレーザー穿孔するための方法及び装置
US6849825B2 (en) * 2001-11-30 2005-02-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus
KR101284201B1 (ko) * 2005-05-02 2013-07-09 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법
KR100950017B1 (ko) 2007-06-25 2010-03-29 주식회사 이오테크닉스 레이저 드릴링 가공방법
KR101094322B1 (ko) 2009-06-25 2011-12-19 (주)미래컴퍼니 레이저 가공장치 및 이를 이용한 다층기판 가공방법
KR101298019B1 (ko) 2010-12-28 2013-08-26 (주)큐엠씨 레이저 가공 장치
US9806219B2 (en) 2013-02-14 2017-10-31 Apple Inc. Displays with camera window openings
KR20160000448A (ko) 2015-09-23 2016-01-04 주식회사 코윈디에스티 회절 광학계 시스템 및 이를 이용한 레이저 가공 방법
KR102401285B1 (ko) 2016-04-01 2022-05-24 삼성전자주식회사 디스플레이를 포함하는 전자 장치
KR102411536B1 (ko) * 2017-10-11 2022-06-22 삼성디스플레이 주식회사 증착 마스크 제조방법 및 제조장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001025887A (ja) * 1999-07-12 2001-01-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工装置及びその方法、及びプラズマディスプレイパネルにおける透明電極のレーザ加工装置及びその方法
KR100929505B1 (ko) * 2001-09-25 2009-12-03 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 레이저 조사 장치 및 반도체 장치를 제조하는 방법
KR20060127744A (ko) * 2005-06-07 2006-12-13 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 웨지를 이용한 회절형 빔 호모지나이저 광학계
KR20150102180A (ko) * 2014-02-27 2015-09-07 삼성디스플레이 주식회사 레이저 빔 조사 장치 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법
US20160067824A1 (en) * 2014-09-09 2016-03-10 G.C. Laser Systems, Inc. Laser ablation and processing methods and systems

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240011615A (ko) 2022-07-19 2024-01-26 (주)미래컴퍼니 기판 가공 방법, 가공휠 유닛, 및 기판 가공 장치

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