KR20220022016A - 디스플레이 장치의 제조 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 장치의 제조 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20220022016A
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석기환
류훈철
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Abstract

본 발명은 비정질 실리콘 박막을 어닐링한 다음, 바로 어닐링된 실리콘 박막의 결정화도를 검사하여 검사 시간 단축 및 육안 검사에 의한 편차 등이 개선된 디스플레이 장치의 제조 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법을 위하여, 디스플레이 기판에 레이저를 조사하여 어닐링하는 단계; 상기 디스플레이 기판의 투과도를 측정하는 단계; 및 상기 투과도를 기초로 상기 디스플레이 기판의 결정화 최적 값을 산출하는 단계;를 포함하고, 상기 결정화 최적 값을 산출하는 단계는, 상기 투과도로부터 상기 레이저의 에너지별 상기 디스플레이 기판의 흡광도를 산출하는 단계; 상기 흡광도로부터 상기 레이저의 에너지별 상기 디스플레이 기판의 밴드 갭(band gap) 에너지를 산출하는 단계; 및 상기 밴드 갭 에너지의 최솟값에 대응하는 상기 레이저의 에너지를 상기 결정화 최적 값으로 결정하는 단계;를 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.

Description

디스플레이 장치의 제조 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법{Apparatus and method for manufacturing a display device}
본 발명의 실시예들은 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 디스플레이 장치의 제조 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 디스플레이 장치는 스마트 폰, 랩 탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 휴대 정보 단말기, 노트북, 태블릿 퍼스널 컴퓨터와 같은 모바일 장치나, 데스크 탑 컴퓨터, 텔레비전, 옥외 광고판, 전시용 디스플레이 장치, 자동차용 계기판, 헤드 업 디스플레이(head up display, HUD)와 같은 전자 장치에 이용할 수 있다.
디스플레이 장치는 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)에 구비된 반도체층을 포함한다. 반도체층은 다결정 실리콘(poly crystalline silicon)과 같은 반도체 물질을 포함한다. 다결정 실리콘은 비정질 실리콘(amorphous silicon)을 결정화시키는 것에 의하여 형성될 수 있다.
비정질 실리콘을 결정화시킬 수 있는 방법은 엑시머 레이저 어닐링(excimer laser annealing, ELA)을 이용할 수 있다. 엑시머 레이저의 에너지에 따라 다결정 실리콘의 결정화도가 달라질 수 있다. 따라서, 엑시머 레이저의 에너지별 다결정 실리콘의 결정화도를 평가하고, 다결정 실리콘의 결정화도가 가장 우수한 엑시머 레이저의 에너지를 찾는 연구가 진행되고 있다.
그러나 이러한 종래의 디스플레이 장치의 제조 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법에는, 비정질 실리콘 박막을 어닐링하는 설비와 어닐링된 실리콘 박막의 결정화도를 검사하는 설비가 일원화되지 않고, 분리되어 있다. 따라서, 비정질 실리콘 박막을 어닐링한 후 실시간으로 어닐링된 실리콘 박막의 결정화도를 검사할 수 없는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 비정질 실리콘 박막을 어닐링한 다음, 바로 어닐링된 실리콘 박막의 결정화도를 검사하여 검사 시간 단축 및 육안 검사에 의한 편차 등이 개선된 디스플레이 장치의 제조 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 디스플레이 기판에 레이저를 조사하여 어닐링하는 단계; 상기 디스플레이 기판의 투과도를 측정하는 단계; 및 상기 투과도를 기초로 상기 디스플레이 기판의 결정화 최적 값을 산출하는 단계;를 포함하고, 상기 결정화 최적 값을 산출하는 단계는, 상기 투과도로부터 상기 레이저의 에너지별 상기 디스플레이 기판의 흡광도를 산출하는 단계; 상기 흡광도로부터 상기 레이저의 에너지별 상기 디스플레이 기판의 밴드 갭(band gap) 에너지를 산출하는 단계; 및 상기 밴드 갭 에너지의 최솟값에 대응하는 상기 레이저의 에너지를 상기 결정화 최적 값으로 결정하는 단계;를 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법이 제공된다.
일 예에 따르면, 상기 어닐링 단계 및 상기 투과도 측정 단계는 동시에 이루어질 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 어닐링하는 단계는, 제1 내지 제n 에너지를 갖는 레이저를 상기 디스플레이 기판의 복수개의 영역인 제1 내지 제n 영역에 각각 대응하여 조사하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제1 내지 제n 에너지는 등차 수열(arithmetic progression)을 만족할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 투과도를 측정하는 단계는 상기 제1 내지 제n 영역의 투과도를 순차적으로 측정할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 디스플레이 기판의 반사도를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 흡광도는 상기 투과도 및 상기 반사도로부터 상기 레이저의 에너지별로 산출될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 밴드 갭 에너지를 산출하는 단계는 타욱 플롯(tauc plot)을 이용할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 밴드 갭 에너지는 상기 타욱 플롯의 선형 구간에서 연장된 직선이 에너지축과 만나는 점에 해당할 수 있다.
일 예에 따르면, 다른 디스플레이 기판을 제1 내지 제n 영역으로 나누는 단계; 및 제1 내지 제n 에너지를 갖는 레이저를 상기 제1 내지 제n 영역에 각각 대응하여 조사하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제1 에너지의 값 내지 상기 제n 에너지의 값 중 중간값은 상기 결정화 최적 값과 동일할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제1 에너지의 값 내지 상기 제n 에너지의 값 중 일부는 중간값으로부터 일정한 에너지 간격으로 감소하고, 다른 일부는 중간값으로부터 일정한 에너지 간격으로 증가할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 디스플레이 기판을 이동하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 어닐링 단계 및 상기 투과도 측정 단계는 상기 디스플레이 기판이 이동하는 동안 순차적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 디스플레이 기판에 레이저를 조사하여 어닐링하는 조사부; 상기 디스플레이 기판의 투과도를 측정하는 제1 측정부; 및 상기 투과도를 기초로 상기 디스플레이 기판의 결정화 최적 값을 산출하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 투과도로부터 상기 레이저의 에너지별 상기 디스플레이 기판의 흡광도를 산출하고, 상기 흡광도로부터 상기 레이저의 에너지별 상기 디스플레이 기판의 밴드 갭 에너지를 산출하고, 상기 밴드 갭 에너지의 최솟값에 대응하는 상기 레이저의 에너지 값을 상기 결정화 최적 값으로 결정하는 디스플레이 장치의 제조 장치가 제공된다.
일 예에 따르면, 상기 디스플레이 기판의 반사도를 측정하는 제2 측정부를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 투과도 및 상기 반사도로부터 상기 흡광도를 산출할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 디스플레이 기판은 제1 내지 제n 영역을 포함하고, 상기 조사부는 제1 내지 제n 에너지를 갖는 레이저를 상기 제1 내지 제n 영역에 각각 대응하여 조사할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제1 내지 제n 에너지는 등차 수열(arithmetic progression)을 만족할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 컨트롤러는 타욱 플롯(tauc plot)을 이용하여 상기 밴드 갭 에너지를 산출할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 디스플레이 기판을 기 설정된 방향으로 이동시키는 이동부를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 비정질 실리콘 박막을 어닐링한 다음, 실시간으로 어닐링된 실리콘 박막의 결정화도를 검사하여 검사 시간 단축 및 육안 검사에 의한 편차 등이 개선된 디스플레이 장치의 제조 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 장치를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 장치를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 개략적으로 도시하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 기판을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법으로 측정된 투과도의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법으로 산출된 타욱 플롯(tauc plot)을 나타내는 것이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법으로 산출된 레이저의 에너지별 밴드 갭 에너지를 나타내는 표이다.
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 실시예들에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예들에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예들에서, 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.
이하의 실시예들에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
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.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"은 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 그리고, "A 및 B 중 적어도 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우, 또는/및 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우, 및/또는 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우를 나타낸다.
x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 장치를 개략적으로 도시하는 정면도이다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이고, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 장치를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 도 2 및 도 3은 도 1a의 일부 변형 실시예에 해당하는 바, 도 1a를 중심으로 설명하며 도 2 및 도 3에 대해서는 차이점을 중심으로 설명하고자 한다.
도 1a를 참조하면, 디스플레이 장치의 제조 장치(100)는 챔버(110), 지지부(120), 이동부(130), 조사(照射)부(140), 광 방출부(150), 제1 측정부(160) 및 컨트롤러(170)를 포함할 수 있다. 조사부(140), 광 방출부(150), 제1 측정부(160) 및 컨트롤러(170)는 고정부(미도시)를 통해 챔버(110) 내에 고정되거나 지지부(120)에 고정될 수 있다.
챔버(110)는 내부에 공간이 형성될 수 있으며, 챔버(110) 일부가 개구되도록 형성될 수 있다. 챔버(110)의 개구된 부분에는 게이트 벨브(110A)가 설치되어 챔버(110)의 개구된 부분을 선택적으로 개폐할 수 있다. 도 1a에서는 1개의 게이트 벨브(110A)가 챔버(110)에 설치되는 것으로 도시하고 있으나, 게이트 벨브(110A)의 개수는 그 이상일 수도 있다.
챔버(110)는 투과창(140')을 포함할 수 있다. 챔버(110) 외부에 배치된 다양한 장비들은 투과창(140')을 통해 챔버(110) 내부에 위치하는 디스플레이 기판(D)의 표면을 가공하거나 디스플레이 기판(D)의 투과도 및 반사도 등을 획득할 수 있다. 즉, 투과창(140')은 챔버(110) 외부와 내부를 연결하는 매개체 역할을 할 수 있다. 일 예로, 투과창(140')은 유리 또는 아크릴 등을 포함할 수 있다. 도 1a에서는 1개의 투과창(140')을 도시하고 있으나, 투과창(140')의 개수는 그 이상일 수도 있다.
챔버(110) 내부에는 지지부(120)가 배치될 수 있다. 지지부(120)는 디스플레이 기판(D)이 부착되는 이동부(130)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 지지부(120)는 레일을 포함할 수 있으며, 이동부(130)는 레일을 따라 이동할 수 있다. 일 예로, 지지부(120)로서 석정반이 사용될 수 있다. 다른 예로, 지지부(120)는 금속 재질, 다공성 재질 등으로 형성될 수도 있다.
지지부(120) 상에는 이동부(130)가 배치될 수 있다. 이동부(130)는 제1 이동부(130A), 제2 이동부(130B) 및 제3 이동부(130C)를 포함할 수 있다. 제1 이동부(130A)는 지지부(120)와 연결될 수 있고, 제3 이동부(130C)에는 디스플레이 기판(D)이 부착될 수 있다. 제2 이동부(130B)는 제1 이동부(130A)와 제3 이동부(130C)를 연결할 수 있다. 제1 이동부(130A), 제2 이동부(130B) 및 제3 이동부(130C)는 일체(一體)로 형성될 수 있다.
이동부(130)는 Y방향으로 이동할 수 있다. 이동부(130)는 지지부(120)에 형성된 레일을 따라 이동할 수 있다. 레일을 통해 이동부(130)는 기울어지지 않고 일직선으로 이동할 수 있다.
이동부(130)는 LMS 마그넷(linear motor system magnet)(미도시) 및 자성체(미도시)를 포함할 수 있다. LMS 마그넷과 자성체를 결합하여 리니어 모터를 구성할 수 있으며, 이와 같은 리니어 모터에 의하여 이동부(130)가 Y방향으로 이송될 수 있다. 일 예로, 자성체는 코일일 수 있다. 이동부(130)가 레일을 따라 이동할 때 자기부상 무선 충전 시스템을 통하여 이동부(130)가 이동할 수 있다. 이동부(130)는 디스플레이 기판(D)의 위치를 변경시키거나 이동부(130) 자체의 위치를 미세하게 조정하는 자세조정부(미도시)를 구비할 수 있다.
이동부(130)에 부착된 디스플레이 기판(D)은 디스플레이 장치이거나 디스플레이 장치를 구성하는 일부일 수 있다. 예컨대 디스플레이 기판(D)은 절연층, 반도체층, 비정질 실리콘 박막 등을 포함할 수 있다.
조사부(140)는 레이저 광원 유닛(140A) 및 미러부(140B)를 포함할 수 있다. 조사부(140)는 챔버(110) 외부에 배치될 수 있으며, 투과창(140')을 통해 디스플레이 기판(D)의 표면에 레이저를 조사할 수 있다. 이는, 챔버(110) 내부가 고진공(高眞空) 상태로 유지되는 경우, 조사부(140)의 동작 불량 및 손상을 방지하기 위한 것일 수 있다. 조사부(140)는 디스플레이 기판(D)의 상면으로부터 이격 배치되고, 디스플레이 기판(D)의 상면을 향해 레이저를 조사할 수 있다. 조사부(140)는 디스플레이 기판(D)의 상면의 국부 영역으로 레이저를 조사할 수 있다.
레이저 광원 유닛(140A)은 레이저를 생성하여 출력하는 역할을 할 수 있다. 레이저 광원 유닛(140A)은 레이저가 출사되는 주파수 및/또는 레이저의 세기를 조절할 수 있다. 즉, 레이저 광원 유닛(140A)은 레이저의 에너지를 조절할 수 있고, 복수의 에너지를 갖는 레이저를 생성하여 출력할 수 있다. 레이저 광원 유닛(140A)이 생성하여 출력하는 레이저는 엑시머 레이저(excimer laser)일 수 있다.
레이저 광원 유닛(140A)으로부터 출력된 레이저는 미러부(140B)에 도달할 수 있다. 미러부(140B)를 통해 레이저가 진행하는 방향이 변할 수 있다. 일 예로, 미러부(140B)의 각도를 조절하여 레이저가 반사되는 각도를 변경할 수 있으며, 이를 통해 레이저가 진행하는 방향이 변할 수 있다. 미러부(140B)를 통해 레이저의 진행 방향을 조절하여 레이저가 디스플레이 기판(D)의 표면에 조사될 위치를 조절할 수 있다. 미러부(140B)의 각도를 조절할 때 미러부(140B)는 회전할 수도 있다. 도 1a에서는 1개의 미러부(140B)를 도시하고 있으나, 미러부(140B)의 개수는 그 이상일 수도 있다.
또한, 조사부(140)는 미러부(140B) 이외에 렌즈들을 포함할 수 있다. 레이저 광원 유닛(140A)으로부터 출력된 레이저는 상기 렌즈들을 관통하여 진행할 수도 있다.
조사부(140)는 디스플레이 기판(D)의 표면에 레이저를 조사할 수 있으며, 디스플레이 기판(D)의 결정화를 위한 가열(어닐링) 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 기판(D)은 비정질 실리콘 박막을 포함할 수 있으며, 디스플레이 기판(D)의 표면에 조사된 레이저를 통해 비정질 실리콘 박막을 어닐링하여 다결정 실리콘 박막을 형성할 수 있다.
광 방출부(150)는 디스플레이 기판(D)과 대향하여 배치될 수 있다. 광 방출부(150)는 디스플레이 기판(D)의 상면으로부터 이격 배치될 수 있다. 광 방출부(150)는 광을 방출하여 디스플레이 기판(D)에 조사할 수 있다. 광 방출부(150)로부터 방출되는 광의 파장은 자외선-가시광선 영역에 포함될 수 있다. 즉, 광 방출부(150)로부터 방출되는 광의 파장은 약 400nm 내지 약 800nm일 수 있다. 도 1a에서는 광 방출부(150)가 챔버(110) 내부에 배치되는 것으로 도시하고 있으나, 조사부(140)처럼 챔버(110) 외부에 배치될 수도 있다. 이러한 경우, 광 방출부(150)는 챔버(110)에 형성된 다른 투과창을 통해 디스플레이 기판(D)에 광을 조사할 수 있다.
제1 측정부(160)는 디스플레이 기판(D)의 하부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 1b에 도시된 것처럼, 제3 이동부(130C)에 홈(G)이 형성될 수 있으며, 홈(G) 내에 제1 측정부(160)가 배치될 수 있다. 홈(G)은 Y방향으로 연장될 수 있다. 이를 통해 이동부(130)가 Y방향으로 이동하는 동안 제1 측정부(160)는 이동부(130)와 함께 이동하지 않고, 별도로 고정될 수 있다. 제1 측정부(160)는 지지부(120)에 고정될 수 있다.
광 방출부(150)로부터 방출된 광 중 디스플레이 기판(D)을 투과한 광은 제1 측정부(160)에 도달할 수 있다. 제1 측정부(160)는 광 방출부(150)로부터 방출된 광 중 디스플레이 기판(D)을 투과한 광의 양을 측정할 수 있다. 즉, 제1 측정부(160)는 디스플레이 기판(D)의 투과도를 측정할 수 있다. 디스플레이 기판(D)의 투과도를 측정하는데 이용되는 광 방출부(150) 및 제1 측정부(160)는 자외선-가시광선 분광광도계(ultraviolet-visible spectrophotometer)의 일부 구성에 해당할 수 있다.
디스플레이 기판(D)의 표면에 조사된 레이저의 에너지에 따라 디스플레이 기판(D)의 결정화도가 달라질 수 있으며, 디스플레이 기판(D)의 결정화도에 따라 디스플레이 기판(D)의 투과도가 상이할 수 있다. 제1 측정부(160)는 레이저의 에너지별 디스플레이 기판(D)의 투과도를 측정할 수 있다.
도 1a에 도시된 것처럼, 디스플레이 기판(D)을 Y방향으로 이동시키면서 디스플레이 기판(D)의 표면에 레이저를 조사하여 디스플레이 기판(D)을 어닐링할 수 있으며, 어닐링된 디스플레이 기판(D)의 투과도를 바로 측정할 수 있다. 디스플레이 기판(D)을 어닐링하는 공정과 어닐링된 디스플레이 기판(D)의 투과도를 측정하여 디스플레이 기판(D)의 결정화도를 검사하는 과정은 일원화될 수 있다. 즉, 디스플레이 기판(D)을 어닐링하는 공정과 디스플레이 기판(D)의 투과도를 측정하는 과정은 동시에 이루어질 수 있다. 디스플레이 기판(D)을 어닐링한 후 실시간으로 어닐링된 디스플레이 기판(D)의 결정화도를 검사할 수 있다.
도 2를 참조하면, 광 방출부(150) 및 제1 측정부(160)는 챔버(110) 외부에 배치될 수도 있다. 챔버(110) 외부에 지지부(120)가 배치될 수 있으며, 광 방출부(150) 및 제1 측정부(160)는 각각 지지부(120)에 고정될 수 있다. 이동부(130)는 지지부(120) 상에 배치되고, 지지부(120)를 따라 게이트 벨브(110A)를 통과하여 챔버(110) 외부로 이동할 수 있다.
챔버(110) 내부에서는 디스플레이 기판(D)의 어닐링 공정이 진행될 수 있으며, 디스플레이 기판(D)을 이동하여 챔버(110) 외부에서 디스플레이 기판(D)의 투과도를 측정할 수 있다. 디스플레이 기판(D)의 어닐링 공정이 마무리된 다음, 챔버(110) 외부로 이동하여 디스플레이 기판(D)의 투과도를 측정할 수 있다.
도 3을 참조하면, 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 장치(100')는 제2 측정부(180)를 더 포함할 수 있다. 제2 측정부(180)는 디스플레이 기판(D)과 대향하여 배치될 수 있다. 제2 측정부(180)는 디스플레이 기판(D)의 상면으로부터 이격 배치될 수 있다. 제2 측정부(180)는 광 방출부(150)와 인접하게 배치될 수 있다.
광 방출부(150)로부터 방출된 광 중 디스플레이 기판(D)의 표면에서 반사된 광은 제2 측정부(180)에 도달할 수 있다. 제2 측정부(180)는 광 방출부(150)로부터 방출된 광 중 디스플레이 기판(D)의 표면에서 반사된 광의 양을 측정할 수 있다. 즉, 제2 측정부(180)는 디스플레이 기판(D)의 반사도를 측정할 수 있다.
디스플레이 기판(D)의 표면에 조사된 레이저의 에너지에 따라 디스플레이 기판(D)의 결정화도가 달라질 수 있으며, 디스플레이 기판(D)의 결정화도에 따라 디스플레이 기판(D)의 반사도가 상이할 수 있다. 제2 측정부(180)는 레이저의 에너지별 디스플레이 기판(D)의 반사도를 측정할 수 있다.
도 3에 도시된 것처럼, 디스플레이 기판(D)을 Y방향으로 이동시키면서 디스플레이 기판(D)의 표면에 레이저를 조사하여 디스플레이 기판(D)을 어닐링할 수 있으며, 어닐링된 디스플레이 기판(D)의 투과도 및 반사도를 바로 측정할 수 있다. 디스플레이 기판(D)을 어닐링하는 공정과 어닐링된 디스플레이 기판(D)의 투과도 및 반사도를 측정하여 디스플레이 기판(D)의 결정화도를 검사하는 과정은 일원화될 수 있다. 즉, 디스플레이 기판(D)을 어닐링하는 공정, 디스플레이 기판(D)의 투과도를 측정하는 과정, 및 디스플레이 기판(D)의 반사도를 측정하는 과정은 동시에 이루어질 수 있다. 디스플레이 기판(D)을 어닐링한 후 실시간으로 어닐링된 디스플레이 기판(D)의 결정화도를 검사할 수 있다.
다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 장치(100')와 같이 광 방출부(150), 제1 측정부(160) 및 제2 측정부(180)를 포함하는 경우, 어닐링된 디스플레이 기판(D)의 투과도 및 반사도를 측정할 수 있다. 광 방출부(150)로부터 방출된 광은 디스플레이 기판(D)을 투과하거나 디스플레이 기판(D)에 흡수되거나 디스플레이 기판(D)의 표면에서 반사될 수 있다. 따라서, 디스플레이 기판(D)의 투과도 및 반사도를 모두 측정하는 경우, 디스플레이 기판(D)의 흡광도를 보다 정확하게 산출할 수 있다.
도 3에서는 제2 측정부(180)가 챔버(110) 내부에 배치되는 것으로 도시하고 있으나, 조사부(140)처럼 챔버(110) 외부에 배치될 수도 있다. 이러한 경우, 제2 측정부(180)는 챔버(110)에 형성된 다른 투과창을 통해 디스플레이 기판(D)의 반사도를 측정할 수 있다.
다른 예로, 제2 측정부(18)는 도 2에 도시된 제1 측정부(160)처럼 챔버(110) 외부에 배치될 수도 있다. 챔버(110) 내부에서는 디스플레이 기판(D)의 어닐링 공정이 진행될 수 있으며, 디스플레이 기판(D)을 이동하여 챔버(110) 외부에서 디스플레이 기판(D)의 반사도를 측정할 수 있다. 디스플레이 기판(D)의 어닐링 공정이 마무리된 다음, 챔버(110) 외부로 이동하여 디스플레이 기판(D)의 반사도를 측정할 수 있다.
도 4를 참조하면, 컨트롤러(170)는 분석부(170A) 및 제어부(170B)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(170)는 데스크탑 PC, 노트북, 태블릿 PC, 스마트폰 등일 수 있다. 또한, 도 1a에서는 컨트롤러(170)가 챔버(110) 외부에 배치되도록 도시하고 있으나, 컨트롤러(170)는 챔버(110) 내부에 배치될 수도 있다.
분석부(170A)는 제1 측정부(160)를 통해 측정된 레이저의 에너지별 디스플레이 기판(D)의 투과도 및 제2 측정부(180)를 통해 측정된 레이저의 에너지별 디스플레이 기판(D)의 반사도를 각각 전달받을 수 있다. 도 1a 내지 도 2의 디스플레이 장치의 제조 장치(100)의 경우, 도 4에서 제2 측정부(180)는 생략될 수 있다.
분석부(170A)는 전달받은 투과도 및/또는 반사도로부터 레이저의 에너지별 디스플레이 기판(D)의 흡광도를 산출할 수 있다. 분석부(170A)는 산출된 흡광도로부터 레이저의 에너지별 디스플레이 기판(D)의 밴드 갭(band gap) 에너지를 산출할 수 있다. 분석부(170A)는 산출된 밴드 갭 에너지의 최솟값에 대응하는 레이저의 에너지를 결정화 최적 값으로 결정할 수 있으며, 결정화 최적 값을 제어부(170B)에 전달할 수 있다. 투과도 및/또는 반사도를 이용하여 밴드 갭 에너지를 산출하는 과정은 도 5의 S10 내지 S10의 과정을 통해 보다 자세히 설명하고자 한다.
제어부(170B)는 결정화 최적 값을 조사부(140)에 전달할 수 있다. 조사부(140)는 제어부(170B)로부터 전달받은 결정화 최적 값에 대응하는 에너지를 갖는 레이저를 디스플레이 기판(D)의 표면에 조사하여 디스플레이 기판(D)을 어닐링할 수 있다. 결정화 최적 값에 대응하는 에너지를 갖는 레이저를 통해 어닐링된 디스플레이 기판(D)의 결정화도는 우수할 수 있다. 어닐링된 디스플레이 기판(D)의 결정화도가 우수하다는 것은 어닐링된 디스플레이 기판(D)으로 형성된 박막 트랜지스터의 전자 이동도가 크고, 빛의 조사에 대한 안정성이 우수하다는 것 등을 의미할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 개략적으로 도시하는 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 기판을 개략적으로 도시하는 평면도이다. 또한, 도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법으로 측정된 투과도의 일 예를 나타내는 그래프이고, 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법으로 산출된 타욱 플롯(tauc plot)을 나타내는 것이다.
도 5를 참조하면, 먼저 디스플레이 기판에 레이저를 조사하여 디스플레이 기판을 어닐링할 수 있다(S10).
디스플레이 기판은 비정질 실리콘 박막을 포함할 수 있다. 비정질 실리콘 박막은 촉매 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition: CVD) 또는 플라즈마 화학 기상 증착법 등 화학 기상 증착법을 사용하여 증착될 수 있다. 비정질 실리콘 박막에 레이저를 조사하여 비정질 실리콘 박막의 결정화를 위한 어닐링을 진행할 수 있다. 이 때, 비정질 실리콘 박막에 조사된 레이저의 에너지에 따라 다결정 실리콘 박막의 결정화도가 상이할 수 있다. 즉, 결정화에 의한 다결정 실리콘 박막의 특성이 달라질 수 있다. 다결정 실리콘 박막으로 제조되는 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 특성 또한 달라질 수 있다.
본 발명의 실시예는 레이저의 에너지별 다결정 실리콘 박막의 결정화도를 모니터링함으로써, 다결정 실리콘 박막을 제조하기 위한 최적의 레이저의 에너지를 선택할 수 있다.
도 6을 참조하면, 디스플레이 기판을 복수의 영역으로 나눌 수 있다. 디스플레이 기판을 제1 내지 제n 영역으로 나눌 수 있다. 여기서, n은 자연수이다. 복수의 영역은 제어부가 가상으로 나눌 수 있다. 이하에서는 도 6에 도시된 것처럼 디스플레이 기판이 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩)으로 나눠진 경우를 기초로 설명하고자 한다.
제1 내지 제10 에너지를 갖는 레이저를 디스플레이 기판의 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩)에 각각 대응하여 조사할 수 있다. 하나의 디스플레이 기판에 복수의 에너지를 갖는 레이저를 조사함으로써, 레이저의 에너지별 디스플레이 기판의 결정화도를 한번에 모니터링할 수 있다. 다른 예로, 복수의 디스플레이 기판 각각에 대응하여 복수의 에너지를 갖는 레이저를 조사할 수도 있다.
디스플레이 기판에 조사된 레이저의 제1 내지 제10 에너지는 등차 수열(arithmetic progression)을 만족할 수 있다. 제1 에너지에서 제10 에너지로 갈수록 일정한 에너지 간격으로 증가할 수 있다. 예를 들면, 제1 에너지 내지 제10 에너지 각각의 값은 이전 에너지의 값보다 k만큼 클 수 있다. 즉, 제10 에너지의 값은 제9 에너지의 값보다 k만큼 더 클 수 있으며, 제10 에너지의 값은 제1 에너지의 값보다 9k만큼 더 클 수 있다. 여기서, k는 유리수이다.
디스플레이 기판을 어닐링함과 동시에 광 방출부 및 제1 측정부를 이용하여 레이저의 에너지별 디스플레이 기판의 투과도를 측정할 수 있다(S20). 도 7a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법으로 측정된 투과도의 일 예를 나타내는 그래프를 확인할 수 있다.
전술한 바와 같이 디스플레이 기판을 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩)으로 나눌 수 있으며, 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩)에 각각 대응하여 복수의 에너지를 갖는 레이저를 순차적으로 조사할 수 있다. 먼저, 제1 영역(①)에 대응하는 디스플레이 기판에 레이저가 조사되고, 디스플레이 기판이 이동하여 제2 영역(②)에 대응하는 디스플레이 기판에 레이저가 조사될 수 있다. 제2 영역(②) 내지 제10 영역(⑩)에 각각 대응하는 디스플레이 기판에 레이저가 조사되는 동안 제1 영역(①)에 대응하는 디스플레이 기판의 투과도를 측정할 수 있다. 이처럼, 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩)에 각각 대응하는 디스플레이 기판을 어닐링하는 동안 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩)에 각각 대응하는 디스플레이 기판의 투과도를 순차적으로 측정할 수 있다.
다른 예로, 디스플레이 기판의 어닐링 공정과 디스플레이 기판의 투과도 측정은 동시에 이루어지지 않을 수도 있다. 디스플레이 기판의 어닐링 공정을 완료한 다음, 디스플레이 기판의 투과도를 측정할 수도 있다. 즉, 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩)에 각각 대응하여 복수의 에너지를 갖는 레이저를 순차적으로 조사하여 디스플레이 기판을 어닐링하는 단계를 진행하고 완료된 다음, 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩)에 각각 대응하는 디스플레이 기판의 투과도를 순차적으로 측정할 수도 있다.
레이저의 에너지별 디스플레이 기판의 투과도를 측정할 때, 제2 측정부를 이용하여 디스플레이 기판의 반사도를 측정할 수 있다(S30). 디스플레이 기판의 투과도 및 반사도를 모두 측정하는 경우, 디스플레이 기판의 흡광도를 보다 정확하게 산출할 수 있으며, 흡광도로부터 산출되는 밴드 갭 에너지의 값이 보다 정확할 수 있다.
디스플레이 기판의 반사도를 측정하는 과정은 디스플레이 기판의 투과도를 측정하는 과정과 유사하게 진행될 수 있다. 즉, 디스플레이 기판을 어닐링함과 동시에 광 방출부 및 제2 측정부를 이용하여 레이저의 에너지별 디스플레이 기판의 반사도를 측정할 수 있다. 다른 예로, 디스플레이 기판의 어닐링 공정과 디스플레이 기판의 반사도 측정은 동시에 이루어지지 않을 수도 있다. 한편, 디스플레이 기판의 반사도를 측정하는 과정은 선택적일 수 있으며, 생략될 수도 있다.
투과도 및/또는 반사도를 측정한 다음, 투과도 및/또는 반사도로부터 레이저의 에너지별 디스플레이 기판의 흡광도 및 밴드 갭 에너지를 산출할 수 있다(S40). 이하, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 밴드 갭 에너지를 산출하는 방법에 대해서 보다 자세히 설명한다.
도 7a는 제1 측정부를 이용하여 측정된 파장에 따른 투과도를 나타내는 그래프이다. 이는, 레이저의 에너지별로 측정된 투과도 중 하나에 대응하는 그래프일 수 있다. 광 방출부에서 방출된 광은 디스플레이 기판을 투과하거나 디스플레이 기판에 흡수되므로, 디스플레이 기판의 투과도를 알면 디스플레이 기판의 흡광도를 산출할 수 있다. 즉, 도 7a에 도시된 투과도 그래프를 이용하여 디스플레이 기판의 흡광도를 산출할 수 있다.
도 7a의 투과도 그래프로부터 산출된 흡광도를 기초로 도 7b의 타욱 플룻을 나타낼 수 있다. 도 7b의 타욱 플롯을 분석하여 밴드 갭 에너지를 도출할 수 있다. 도 7b에서 α는 흡수 계수(absorption coefficient), hv는 에너지에 해당한다.
도 7b를 참조하면, 타욱 플룻은 변곡점을 가진 곡선 구간 및 선형 구간(LS)을 포함할 수 있다. 타욱 플롯의 선형 구간(LS)에서 연장된 직선(ℓ)이 에너지(hv) 축과 만나는 점(P)으로부터 디스플레이 기판의 밴드 갭 에너지를 도출할 수 있다. 즉, 디스플레이 기판의 밴드 갭 에너지는 타욱 플롯의 선형 구간(LS)에서 연장된 직선(ℓ)이 에너지(hv) 축과 만나는 점(P)에 해당한다.
레이저의 에너지별 디스플레이 기판의 투과도를 측정할 수 있으며, 각각의 투과도로부터 레이저의 에너지별 디스플레이 기판의 흡광도를 산출할 수 있다. 산출된 흡광도로부터 타욱 플롯을 나타내고, 타욱 플롯을 분석하여 레이저의 에너지별 디스플레이 기판의 밴드 갭 에너지를 도출할 수 있다.
레이저의 에너지별 디스플레이 기판의 반사도를 측정하는 경우, 투과도 및 반사도를 통해 레이저의 에너지별 디스플레이 기판의 흡광도를 산출할 수 있으며, 이를 기초로 타욱 플롯을 나타내고 분석하여 밴드 갭 에너지를 도출할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법으로 산출된 레이저의 에너지별 밴드 갭 에너지를 나타내는 표이다. 구체적으로, 도 8a는 제1 결정화 최적 값을 산출하는 과정을 나타낸 표이며 도 8b는 제1 결정화 최적 값을 기초로 제2 결정화 최적 값을 산출하는 과정을 나타낸 표이다.
도 8a를 참조하면, 제1 레이저 에너지(El, a)별 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩) 각각의 제1 밴드 갭 에너지(Eg, a)를 알 수 있다. 제1 영역(①)에 제1-1 레이저 에너지(El, a1)를 갖는 레이저가 조사되고, 제1 영역(①)은 어닐링될 수 있다. 어닐링된 제1 영역(①)의 밴드 갭 에너지는 제1-1 밴드 갭 에너지(Eg, a1)일 수 있다. 제1 영역(①)을 기준으로 설명하였으나, 제2 내지 제10 영역(②~ ⑩)도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 제10 영역(⑩)에 제1-10 레이저 에너지(El, a10)를 갖는 레이저가 조사되고, 제10 영역(⑩)은 어닐링될 수 있다. 어닐링된 제10 영역(⑩)의 밴드 갭 에너지는 제1-10 밴드 갭 에너지(Eg, a10)일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1-1 레이저 에너지(El, a1) 내지 제1-10 레이저 에너지(El, a10)는 등차 수열(arithmetic progression)을 만족할 수 있다. 제1-1 레이저 에너지(El, a1)에서 제1-10 레이저 에너지(El, a10)로 갈수록 일정한 에너지 간격으로 증가할 수 있다. 예를 들면, 제1-1 레이저 에너지(El, a1) 내지 제1-10 레이저 에너지(El, a10) 각각의 값은 이전 레이저 에너지의 값보다 k만큼 클 수 있다. 즉, 제1-10 레이저 에너지(El, a10)의 값은 제1-1 레이저 에너지(El, a1)의 값보다 9k만큼 더 클 수 있다. 여기서, k는 유리수이다.
제1 레이저 에너지(El, a)별 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩) 각각의 제1 밴드 갭 에너지(Eg, a) 중 최솟값에 대응하는 제1 레이저 에너지(El, a)를 제1 결정화 최적 값으로 결정할 수 있다(S50).
비정질 실리콘 박막을 어닐링하여 형성된 다결정 실리콘 박막의 밴드 갭 에너지의 값은 약 1.1eV 내지 약 1.7eV일 수 있다. 이 때, 다결정 실리콘 박막의 밴드 갭 에너지의 값이 작을수록 다결정 실리콘 박막의 결정화도가 우수하다고 할 수 있다. 전술한 바와 같이 비정질 실리콘 박막에 조사된 레이저의 에너지에 따라 다결정 실리콘 박막의 결정화도가 상이할 수 있다. 즉, 비정질 실리콘 박막에 조사된 레이저의 에너지에 따라 다결정 실리콘 박막의 밴드 갭 에너지가 상이할 수 있는데, 다결정 실리콘 박막의 밴드 갭 에너지가 최소가 되는 레이저의 에너지를 선택할 수 있으며, 상기 레이저의 에너지는 다결정 실리콘 박막을 제조하기 위한 최적의 레이저의 에너지일 수 있다.
예를 들면, 도 8a에 도시된 것처럼, 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩) 각각의 제1 밴드 갭 에너지(Eg, a) 중 제9 영역(⑨)의 제1-9 밴드 갭 에너지(Eg, a9)가 최소일 수 있다. 제1-9 밴드 갭 에너지(Eg, a9)에 대응하는 제1-9 레이저 에너지(El, a9)를 제1 결정화 최적 값으로 결정할 수 있다.
S10 내지 S50의 과정은 주기적으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 기판의 표면에 조사되는 레이저는 엑시머 레이저일 수 있는데, 엑시머 레이저를 생성하는 가스가 소진되고 새로운 가스를 주입하거나 변경했을 때마다 S10 내지 S50의 과정을 진행할 수 있다. 엑시머 레이저를 생성하는 가스가 소진되고 새로운 가스를 주입하거나 변경했을 때마다 S10 내지 S50의 과정에 따른 결정화 최적 값을 산출 또는 결정할 수 있다.
S10 내지 S50의 과정은 사용자 종료 신호의 입력 여부에 따라 종료될 수도 있고, 다시 진행될 수도 있다(S60). 즉, S10 내지 S50의 과정에 따라 제1 결정화 최적 값을 결정한 다음, 사용자 종료 신호의 입력 여부에 따라 제2 결정화 최적 값을 결정하는 단계를 진행할 수도 있고, 진행하지 않을 수도 있다.
도 8b는 사용자 종료 신호가 입력되지 않았을 때, S10 내지 S50의 과정에 따른 제2 결정화 최적 값을 결정하는 과정을 보여준다. 도 8b를 참조하면, 제2 레이저 에너지(El, b)별 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩) 각각의 제2 밴드 갭 에너지(Eg, b)를 나타낸다. 제1 영역(①)에 제2-1 레이저 에너지(El, b1)를 갖는 레이저가 조사되고, 제1 영역(①)은 어닐링될 수 있다. 어닐링된 제1 영역(①)의 밴드 갭 에너지는 제2-1 밴드 갭 에너지(Eg, b1)일 수 있다. 제1 영역(①)을 기준으로 설명하였으나, 제2 내지 제10 영역(②~ ⑩)도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 제10 영역(⑩)에 제2-10 레이저 에너지(El, b10)를 갖는 레이저가 조사되고, 제10 영역(⑩)은 어닐링될 수 있다. 어닐링된 제10 영역(⑩)의 밴드 갭 에너지는 제2-10 밴드 갭 에너지(Eg, b10)일 수 있다. 여기서, 가상의 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩)으로 나눠진 디스플레이 기판은 제1 결정화 최적 값을 산출하는데 이용된 디스플레이 기판과 상이할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 제2 레이저 에너지(El, b)의 값 중 중간값은 제1 결정화 최적 값과 동일할 수 있다. 즉, 제2-1 레이저 에너지(El, b1)의 값 내지 제2-10 레이저 에너지(El, b10)의 값 중 중간값은 제1 결정화 최적 값과 동일할 수 있다.
제2-1 레이저 에너지(El, b1)의 값 내지 제2-10 레이저 에너지(El, b10)의 값 중 중간값은 도 8b에 도시된 것처럼, 제2-5 레이저 에너지(El, b5)의 값 또는 제2-6 레이저 에너지(El, b6)의 값일 수 있다. 제2-5 레이저 에너지(El, b5)의 값 또는 제2-6 레이저 에너지(El, b6)의 값은 제1 결정화 최적 값과 동일할 수 있다. 즉, 제2-5 레이저 에너지(El, b5)의 값 또는 제2-6 레이저 에너지(El, b6)의 값은 제1-9 레이저 에너지(El, a9)의 값과 동일할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2-1 레이저 에너지(El, b1) 내지 제2-10 레이저 에너지(El, b10)는 등차 수열(arithmetic progression)을 만족할 수 있다. 제2-1 레이저 에너지(El, b1)에서 제2-10 레이저 에너지(El, b10)로 갈수록 일정한 에너지 간격으로 증가할 수 있다. 예를 들면, 제2-1 레이저 에너지(El, b1) 내지 제2-10 레이저 에너지(El, b10) 각각의 값은 이전 레이저 에너지의 값보다 k만큼 클 수 있다. 즉, 제2-10 레이저 에너지(El, b10)의 값은 제2-1 레이저 에너지(El, b1)의 값보다 9k만큼 더 클 수 있다. 여기서, k는 유리수이다.
제2-6 레이저 에너지(El, b6)의 값이 제1 결정화 최적 값인 제1-9 레이저 에너지(El, a9)의 값과 동일한 경우, 제2-6 레이저 에너지(El, b6)에서 제2-1 레이저 에너지(El, b1)로 갈수록 일정한 에너지 간격으로 감소할 수 있으며, 제2-6 레이저 에너지(El, b6)에서 제2-10 레이저 에너지(El, b10)로 갈수록 일정한 에너지 간격으로 증가할 수 있다. 예를 들면, 제2-1 레이저 에너지(El, b1)의 값은 제2-6 레이저 에너지(El, b6)의 값보다 5k만큼 작을 수 있고, 제2-3 레이저 에너지(El, b3)의 값은 제2-6 레이저 에너지(El, b6)의 값보다 3k만큼 작을 수 있다. 또한, 제2-10 레이저 에너지(El, b10)의 값은 제2-6 레이저 에너지(El, b6)의 값보다 4k만큼 클 수 있고, 제2-8 레이저 에너지(El, b10)의 값은 제2-6 레이저 에너지(El, b6)의 값보다 2k만큼 클 수 있다.
제2 레이저 에너지(El, b)별 제1 내지 제10 영역(① ~ ⑩) 각각의 제2 밴드 갭 에너지(Eg, b) 중 최솟값에 대응하는 제2 레이저 에너지(El, b)를 제2 결정화 최적 값으로 결정할 수 있다(S50).
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 투과도 및/또는 반사도를 측정하고, 이를 통해 흡광도를 산출할 수 있다. 산출된 흡광도를 기초로 타욱 플룻을 나타낼 수 있으며, 타욱 플룻을 분석하여 디스플레이 기판의 밴드 갭 에너지를 도출할 수 있다. 이러한 과정은 레이저 에너지별로 각각 진행될 수 있다. 레이저 에너지별 도출된 밴드 갭 에너지를 비교하여 밴드 갭 에너지의 최솟값에 대응하는 레이저의 에너지를 결정화 최적 값으로 결정할 수 있다. 이처럼, 결정화 최적 값을 결정하는 과정은 디스플레이 기판이 어닐링되는 동안 진행될 수 있으므로 결정화도 검사 시간 단축, 및 육안이 아닌 밴드 갭 에너지라는 수치로 분석되므로 육안 검사에 의한 편차 등이 개선될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 100': 디스플레이 장치의 제조 장치
110: 챔버
120: 지지부
130: 이동부
140: 조사부
150: 광 방출부
160, 180: 제1 및 제2 측정부
170: 컨트롤러

Claims (20)

  1. 디스플레이 기판에 레이저를 조사하여 어닐링하는 단계;
    상기 디스플레이 기판의 투과도를 측정하는 단계; 및
    상기 투과도를 기초로 상기 디스플레이 기판의 결정화 최적 값을 산출하는 단계;를 포함하고,
    상기 결정화 최적 값을 산출하는 단계는,
    상기 투과도로부터 상기 레이저의 에너지별 상기 디스플레이 기판의 흡광도를 산출하는 단계;
    상기 흡광도로부터 상기 레이저의 에너지별 상기 디스플레이 기판의 밴드 갭(band gap) 에너지를 산출하는 단계; 및
    상기 밴드 갭 에너지의 최솟값에 대응하는 상기 레이저의 에너지를 상기 결정화 최적 값으로 결정하는 단계;를 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 어닐링 단계 및 상기 투과도 측정 단계는 동시에 이루어지는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 어닐링하는 단계는,
    제1 내지 제n 에너지를 갖는 레이저를 상기 디스플레이 기판의 복수개의 영역인 제1 내지 제n 영역에 각각 대응하여 조사하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법.(여기서 n은 자연수이다.)
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제n 에너지는 등차 수열(arithmetic progression)을 만족하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 투과도를 측정하는 단계는 상기 제1 내지 제n 영역의 투과도를 순차적으로 측정하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판의 반사도를 측정하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 흡광도는 상기 투과도 및 상기 반사도로부터 상기 레이저의 에너지별로 산출되는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 밴드 갭 에너지를 산출하는 단계는 타욱 플롯(tauc plot)을 이용하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 밴드 갭 에너지는 상기 타욱 플롯의 선형 구간에서 연장된 직선이 에너지축과 만나는 점에 해당하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    다른 디스플레이 기판을 제1 내지 제n 영역으로 나누는 단계; 및
    제1 내지 제n 에너지를 갖는 레이저를 상기 제1 내지 제n 영역에 각각 대응하여 조사하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 제1 에너지의 값 내지 상기 제n 에너지의 값 중 중간값은 상기 결정화 최적 값과 동일한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 에너지의 값 내지 상기 제n 에너지의 값 중 일부는 중간값으로부터 일정한 에너지 간격으로 감소하고, 다른 일부는 중간값으로부터 일정한 에너지 간격으로 증가하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판을 이동하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 어닐링 단계 및 상기 투과도 측정 단계는 상기 디스플레이 기판이 이동하는 동안 순차적으로 이루어지는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  14. 디스플레이 기판에 레이저를 조사하여 어닐링하는 조사부;
    상기 디스플레이 기판의 투과도를 측정하는 제1 측정부; 및
    상기 투과도를 기초로 상기 디스플레이 기판의 결정화 최적 값을 산출하는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 투과도로부터 상기 레이저의 에너지별 상기 디스플레이 기판의 흡광도를 산출하고, 상기 흡광도로부터 상기 레이저의 에너지별 상기 디스플레이 기판의 밴드 갭 에너지를 산출하고, 상기 밴드 갭 에너지의 최솟값에 대응하는 상기 레이저의 에너지 값을 상기 결정화 최적 값으로 결정하는 디스플레이 장치의 제조 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판의 반사도를 측정하는 제2 측정부를 더 포함하는 디스플레이 장치의 제조 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 투과도 및 상기 반사도로부터 상기 흡광도를 산출하는 디스플레이 장치의 제조 장치.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 제1 내지 제n 영역을 포함하고,
    상기 조사부는 제1 내지 제n 에너지를 갖는 레이저를 상기 제1 내지 제n 영역에 각각 대응하여 조사하는 디스플레이 장치의 제조 장치.(여기서 n은 자연수이다.)
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제n 에너지는 등차 수열(arithmetic progression)을 만족하는 디스플레이 장치의 제조 장치.
  19. 제14 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 타욱 플롯(tauc plot)을 이용하여 상기 밴드 갭 에너지를 산출하는 디스플레이 장치의 제조 장치.
  20. 제14 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판을 기 설정된 방향으로 이동시키는 이동부를 더 포함하는 디스플레이 장치의 제조 장치.
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