KR20220036414A - 레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법 - Google Patents

레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법 Download PDF

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KR20220036414A
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히로시 오쿠무라
백종준
소병수
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

레이저 조사 장치는 레이저 빔을 발생시키는 레이저 광원, 레이저 광원에서 발생한 상기 레이저 빔을 통과하는 제1 렌즈, 상기 제1 렌즈를 통과한 상기 레이저 빔이 반사되고, 상기 레이저 빔의 방향을 변화시키는 제1 스캐너, 상기 제1 스캐너에서 편향된 상기 레이저 빔이 반사되고, 상기 레이저 빔의 방향을 변화시키는 제2 스캐너, 상기 제2 스캐너에서 편향된 상기 레이저 빔이 통과하고, 일 방향으로 진동하는 복수의 제2 렌즈들 및 상기 복수의 제2 렌즈들을 통과한 상기 레이저 빔이 통과하고, 기판 상에 상기 레이저 빔의 입사각을 보정하는 광학 소자를 포함할 수 있다. 이에 따라, 비정질 반도체막을 결정화 할 때 생기는 줄얼룩을 감소시킬 수 있고, 고해상도의 디스플레이 패널을 제조할 수 있다.

Description

레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법{LASER IRRADIAION APPARATUS AND LASER IRRADIATION METHOD}
본 발명은 레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리 실리콘 제조에 사용되는 레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법에 관한 것이다.
기판 상에 박막 트랜지스터를 제조하여 이를 액티브 매트릭스형의 표시 장치에 응용하고 있다. 다결정 반도체막을 사용한 박막 트랜지스터는 비정질 반도체막을 사용한 박막 트랜지스터에 비하여 전자 이동도가 높아 고속 동작이 가능한 이점이 있다. 이에 유리 등의 절연 기판 상에 형성된 비정질 반도체막을 결정화시켜 결정구조를 갖는 다결정 반도체막을 형성하는 기술이 연구되고 있다.
비정질 반도체막 결정화법으로는 퍼니스 어닐링을 사용한 열 어닐링법, 순간 어닐링법, 또는 레이저 어닐링법 등이 검토되고 있으며 이들을 조합하여 사용하는 것도 가능하다. 이중에서 레이저 어닐링법은 기판의 온도를 과도하게 변화시키지 않고도 결정화 영역에만 높은 에너지를 부여할 수 있는 장점이 있다.
통상적으로, 레이저 어닐링용 레이저 빔으로는 엑시머 레이저(Excimer laser)의 펄스 레이저가 이용된다. 레이저 사용 시간이 증가할수록 펄스의 발진되는 효율이 떨어져 발진 에너지의 불균일을 야기시키고, 빔 모양의 균일성을 떨어뜨릴 수 있다.
종래에는 선형 빔(lines beam)형태의 레이저를 기판 상의 비정질 실리콘 층에 일정한 피치(pitch)로 스캔(scan)하여 결정화 공정을 수행하였다.
그러나, 상기 선형빔(lines beam)은 일반적으로, 가스 튜브(gas tube)를 이용하여 기체 레이저를 이용하는데, 그 장비의 제조 비용 및 유지 비용이 상당했다.
또한, 상기 레이저 조사 방법에 따라 결정의 크기 및 모양이 상이하여, 일정하게 정렬된 다각형 결정(grain)을 얻기 위한 다양한 노력이 있었다
본 발명의 목적은 결정화 얼룩을 개선시키기 위해서, 복수의 제2 렌즈들을 스캔 방향으로 진동시키고, 복수의 제2 렌즈들 하부에 광학 소자를 배치하는 레이저 조사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 레이저 조사 장치를 이용한 레이저 조사 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적이 이와 같은 목적들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 레이저 조사 장치는 레이저 빔을 발생시키는 레이저 광원, 상기 레이저 광원에서 발생한 상기 레이저 빔을 통과하는 제1 렌즈, 상기 제1 렌즈를 통과한 상기 레이저 빔이 반사되고, 상기 레이저 빔의 방향을 변화시키는 제1 스캐너, 상기 제1 스캐너에서 편향된 상기 레이저 빔이 반사되고, 상기 레이저 빔의 방향을 변화시키는 제2 스캐너, 상기 제2 스캐너에서 편향된 상기 레이저 빔이 통과하고, 일 방향으로 진동하는 복수의 제2 렌즈들, 및 상기 복수의 제2 렌즈들을 통과한 상기 레이저 빔이 통과하고, 기판 상에 상기 레이저 빔의 입사각을 보정하는 광학 소자를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 복수의 제2 렌즈들은 상기 제2 스캐너에서 편향된 상기 레이저 빔의 입사 위치를 변동시킬 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 광학 소자는 상기 복수의 제2 렌즈들의 진동 방향과 수직 방향으로 진동할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 복수의 제2 렌즈들의 진동 주기와 상기 광학 소자의 진동 주기는 동일할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 복수의 제2 렌즈들 중 적어도 하나가 진동할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 제1 스캐너는 진동 가능한 갈바노 미러(galvano mirror)이고, 상기 제2 스캐너는 회전 가능한 폴리곤 미러(polygon mirror)일 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 광학 소자는 모양이 동일한 2개의 프리즘(prism)들을 붙인 형태를 가질 수 도 있다.
실시예들에 있어서, 상기 프리즘들 각각은 하나의 높이가 상이한 육면체이고, 상기 광학 소자는 상기 프리즘들 각각의 일 면이 서로 붙은 대칭적인 형태일 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 광학 소자는 상기 복수의 제2 렌즈들 하부에 배치될 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 광학 소자는 석영(quartz)으로 형성될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 레이저 조사 방법은 레이저 광원에서 레이저 빔을 방출하는 단계, 상기 레이저 광원에서 방출된 상기 레이저 빔이 제1 렌즈에 입사하는 단계, 상기 제1 렌즈를 통과한 상기 레이저 빔이 제1 스캐너에서 반사되고, 상기 레이저 빔의 방향을 변화시키는 단계, 상기 제1 스캐너에 의해 편향된 상기 레이저 빔이 제2 스캐너에서 반사되고, 상기 레이저 빔의 방향을 변화시키는 단계, 상기 제2 스캐너에 의해 편향된 상기 레이저 빔이 일 방향으로 진동하는 복수의 제2 렌즈들에 입사하는 단계, 상기 복수의 제2 렌즈들을 통과한 상기 레이저 빔이 광학 소자에 입사하여 입사각을 보정하는 단계, 및 상기 광학 소자를 통과한 상기 레이저 빔을 기판에 조사하여 스캔하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 광학 소자를 통과한 상기 레이저 빔이 상기 기판 상에 조사될 때, 스캔 위치가 상기 복수의 제2 렌즈들의 진동 방향과 동일한 방향일 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 복수의 제2 렌즈들은 상기 제2 스캐너에서 편향되는 상기 레이저 빔의 입사 위치를 변동시킬 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 광학 소자는 상기 복수의 제2 렌즈들의 진동 방향과 수직 방향으로 진동할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 복수의 제2 렌즈들의 진동 주기와 상기 광학 소자의 진동 주기는 동일할 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 제1 스캐너는 진동 가능한 갈바노 미러(galvano mirror)이고, 상기 제2 스캐너는 회전 가능한 폴리곤 미러(polygon mirror)일 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 광학 소자는 모양이 동일한 2개의 프리즘(prism)들을 붙인 형태일 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 프리즘들 각각은 하나의 높이가 상이한 육면체이고, 상기 광학 소자는 상기 프리즘들 각각의 일 면이 서로 붙은 대칭적인 형태일 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 광학 소자는 상기 복수의 제2 렌즈들 하부에 배치될 수 있다.
실시예들에 있어서, 상기 광학 소자는 석영(quartz)으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법에 있어서, 복수의 제2 렌즈들이 진동함에 따라 달라지는 기판 상에 입사각을 보정하기 위해 복수의 제2 렌즈들 하부에 광학 소자를 배치함으로써, 비정질 반도체막을 결정화할 때 생기는 줄얼룩을 감소시킬 수 있고, 고해상도의 디스플레이 패널을 제조할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과가 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 나타낸 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 방법이 진행되는 기판을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1 및 도 2의 레이저 조사 장치에 포함되는 광학 소자를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 광학 소자를 z 방향에서 바라본 형태를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4의 광학 소자를 y 방향에서 바라본 형태를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 4의 광학 소자를 x 방향에서 바라본 형태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 레이저 조사 방법에 따른 제1 내지 제4 길이들, 기판 입사각, 렌즈 입사각, 발산각 등을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 4 내지 도 7의 레이저 조사 장치에 포함되는 광학 소자의 각도, 장편 길이 및 두께를 표시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 나타낸 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 레이저 조사 장치(100)는 광학 소자(20), 제1 렌즈(30a), 복수의 제2 렌즈들(30b), 레이저 광원(50), 제1 스캐너(40a) 및 제2 스캐너(40b)를 포함할 수 있다. 레이저 조사 장치(100)는 기판(10)의 표면 상에 점상 레이저(spot beam laser)를 스캔 방식으로 조사할 수 있다.
레이저 광원(50)은 레이저 발진기일 수 있다. 상기 레이저 발진기는, 예를 들어, 연속 발진형 레이저 발진기이거나 또는, 약 30 MHz 이상의 반복 주파수를 가지는 펄스 발진형 레이저 발진기일 수 있다. 예를 들면, 상기 레이저 발진기는 약 30 MHz 반복 주파수의 532 nm 파장의 레이저, 또는 약 355nm 파장의 레이저 빔을 방출할 수 있다. 예를 들면, 상기 레이저 발진기가 Nd:YAG 레이저(1064 nm)의 고체 레이저를 사용하는 경우, 상기 약 532 nm 파장은 2차 고조파(second harmonic wave)이고, 상기 약 355nm 파장은 3차 고조파(third harmonic wave)일 수 있다.
상기 레이저 발진기는 공지의 연속 발진의 고체 레이저를 사용할 수 있다. 상기 고체 레이저로서는, 예를 들어, YAG 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저, YAlO3 레이저, Y2O3 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저 등이 있을 수 있다.
레이저 광원(50)으로부터 방출된 레이저 빔은 제1 렌즈(30a)에 입사할 수 있다. 제1 렌즈(30a)는 집광용 광학계일 수 있으며, 예를 들어, 구면 렌즈 또는 플레넬(Fresnel)렌즈 등 일 수 있다. 제1 렌즈(30a)를 통과한 레이저 빔은 제1 스캐너(40a)에서 반사될 수 있다.
제1 스캐너(40a)는 갈바노 미러(galvano mirror)일 수 있으며, 제1 스캐너(40a)가 진동하여 상기 레이저 빔을 반사하는 각도를 변화시킬 수 있다. 즉, 제1 스캐너(40a)는 반사되는 레이저 빔의 방향을 변화시키는 스캐너(scanner)역할을 할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 레이저 빔이 진동할 경우, 상기 제1 스캐너(40a)는 기판(10) 상에 입사각을 유지시키는 역할을 할 수 있다.
제1 스캐너(40a)에 의해 편향된 상기 레이저 빔은 제2 스캐너(40b)에서 반사될 수 있다. 제2 스캐너(40b)는 폴리곤 미러(polygon mirror) 일 수 있으며, 제2 스캐너(40b)가 회전하여 상기 레이저 빔이 반사하는 각도를 변화시킬 수 있다. 즉, 제2 스캐너(40b)는 반사되는 상기 레이저 빔의 방향을 변화시키는 스캐너(scanner) 역할을 할 수 있다. 제2 스캐너(40b)는 유리 또는 금속제로 형성될 수 있다.
제2 스캐너(40b)에 의해 편향된 상기 레이저 빔은 일 방향으로 진동하는 복수의 제2 렌즈들(30b) 을 통과할 수 있다. 상기 일 방향은 스캔 방향(scan direction)을 의미할 수 있다. 상기 스캔 방향(scan direction)은 기판(10) 상에 상기 레이저 빔의 조사 위치 방향으로 정의할 수 있다. 복수의 제2 렌즈들(30b) 은 fθ렌즈 일 수 있다. 상기 fθ렌즈는 피조사체인 기판(10) 상에 항상 초점을 맺도록 레이저 빔을 집광할 수 있다. 상기 복수의 제2 렌즈들(30b) 중 적어도 하나가 스캔 방향(scan direction)으로 진동할 수 있다. 선택적으로, 복수의 제2 렌즈들(30b) 중 적어도 하나가 스캔 방향(scan direction)과 수직 방향으로 진동할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 스캔 방향(scan direction)으로 진동하는 복수의 제2 렌즈들(30b)은 제2 스캐너(40b)에서 편향된 상기 레이저 빔의 기판(10) 상에 입사 위치를 변경시킬 수 있다.
복수의 제2 렌즈들(30b)을 통과한 상기 레이저 빔은 광학 소자(20)를 통과할 수 있다. 광학 소자(20)는 제1 영역(21) 및 제2 영역(22)을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역(21)은 y 방향을 기준으로 좌측이 두껍고, 우측이 얇은 부분으로 정의될 수 있고, 상기 제2 영역(22)은 y 방향을 기준으로 좌측이 얇고, 우측이 두꺼운 부분으로 정의할 수 있다. 광학 소자(20)는 복수의 제2 렌즈들(30b) 하부에 배치될 수 있다. 복수의 제2 렌즈들(30b)이 스캔 방향(scan direction)으로 진동할 경우, 상기 레이저 빔이 기판(10) 상에 입사될 때, 기판(10) 상에 입사각이 기울어질 수 있다. 상기 기판(10) 상에 입사각이 기울어질 경우, 광학 소자(20)가 스캔 방향(scan direction)과 수직 방향으로 진동함으로써, 상기 기판(10) 상에 입사각을 보정할 수 있다. 복수의 제2 렌즈들(30b)과 광학 소자(20)의 진동 주기는 동일할 수 있다. 광학 소자(20)는 입사각 보정판으로 정의할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 광학 소자(20)는 석영(quartz)으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 재질로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 제2 렌즈들(30b)이 y 방향과 반대 방향으로 이동할 때, 기판(10) 상에 입사각은 반시계 방향으로 기울어질 수 있다. 이 경우, 상기 레이저 빔이 광학 소자(20)의 상기 제1 영역(21)을 통과할 경우, 기판(10) 상에 입사각이 보정될 수 있다. 선택적으로, 복수의 제2 렌즈들(30b)이 y 방향으로 이동할 경우, 기판(10) 상에 입사각은 시계 방향으로 기울어질 수 있다. 이 경우, 상기 레이저 빔이 광학 소자(20)의 제2 영역(22)을 통과할 경우, 기판(10) 상에 입사각이 보정될 수 있다. 선택적으로, 복수의 제2 렌즈들(30b)이 y 방향으로 중앙에 위치한 경우, 상기 레이저 빔은 광학 소자(20)의 제1 영역(21) 및 제2 영역(22)의 사이를 통과하여, 기판(10) 상에 입사각이 유지될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 방법이 진행되는 기판을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 기판(10) 상에 점상 레이저(spot beam laser)를 y 방향과 수직한 x 방향으로 스캔(scan)하는 것을 복수회 진행하여 기판(10) 전체에 대해 레이저 처리할 수 있다.
상기 레이저 조사 방법은 점상 레이저를 이용하여 기판(10)의 표면 상에 레이저 빔을 조사하여, 상기 레이저 빔이 조사된 레이저 빔 조사 영역을 x 방향에 따라 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 y 방향으로 폭을 갖고 상기 x 방향으로 길이를 갖는 제1 부분(11)에 레이저 빔을 스캔(scan)방식으로 조사할 수 있다.
상기 제1 부분에 스캔(scan)이 끝난 후, 기판(10)을 스캔 방향(scan direction)과 수직 방향인 y 방향으로 일정거리를 이동시킬 수 있다. 기판(10)을 일정거리 이동시킨 후, 상기 점상 레이저를 이용하여, 상기 y 방향의 폭을 갖고 상기 x 방향의 길이를 갖는 제2 부분(12)에 레이저 빔을 스캔(scan) 방식으로 조사할 수 있다.
상기 제2 부분에 스캔(scan)이 끝난 후, 기판(10)을 스캔 방향(scan direction)과 수직 방향인 y 방향으로 일정거리를 이동시킬 수 있다. 기판(10)을 이동시킨 후, 상기 점상 레이저를 이용하여, 상기 y 방향의 폭을 갖고 상기 x 방향의 길이를 갖는 제3 부분(13)에 레이저 빔을 스캔(scan) 방식으로 조사할 수 있다.
상기와 같이 스캔(scan)을 반복하여, 기판(10) 전체에 대해 스캔(san)의 평행성 및 기판(10) 상에 입사각을 유지하면서, 결정화 영역을 형성할 수 있다.
기판(10)은 LTPS(Low Temperature Poly-Si) 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판 및 스테인리스 스틸(Stainless Using Steel; SUS) 기판 중 어느 하나일 수 있다. 기판(10) 상에는 비정질 실리콘 층이 형성되어 있으며, 상기 비정질 실리콘층이 상기 레이저 조사에 의해 결정화 되어, 폴리 실리콘(poly silicon)이 형성될 수 있다. 즉, 조사된 레이저 빔에 의하여 상기 비정질 실리콘의 Near Complete Melting에 의한 결정화가 발생할 수 있다.
도 4 내지 도 7은 도 1 및 도 2의 레이저 조사 장치에 포함되는 광학 소자를 나타내는 도면들이다.
도 4를 참조하면, 광학 소자(20)는 모양이 동일한 2개의 프리즘(prism)들을 서로 붙인 형태일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 프리즘은 육면체일 수 있다. 예를 들어, 상기 육면체는 z 방향의 높이 중 하나가 다를 수 있고, 광학 소자(20)는 y 방향에서 바라볼 때, 높이가 동일한 일 면을 붙인 형태일 수 있다. 광학 소자(20)는 y 방향에서 바라볼 때, 높이가 동일한 일면을 기준으로, 대칭적인 형태일 수 있다.
구체적으로, 도 5을 참조하면, z 방향에서 본 광학 소자(20)의 형태는 동일한 크기의 직사각형이 상하로 합쳐진 형태일 수 있다. 도 6을 참조하면, y 방향에서 본 광학 소자(20)의 형태는 중앙을 기준으로 대칭적인 형상을 가진 형태일 수 있다. 도 7을 참조하면, x 방향에서 본 광학 소자(20)는 중앙을 기준으로 대칭적인 형상을 가진 형태일 수 있다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 광학 소자(20)는 x 방향에 따라 z 방향의 길이 차이가 발생할 수 있다.
도 4 및 도 7을 참조하면, z 방향의 상기 길이 차이는 y 방향의 양 끝단에서 가장 클 수 있다.
도 8는 본 발명의 레이저 조사 방법에 따른 제1 내지 제4 길이, 기판 입사각, 렌즈 입사각, 발산각 등을 나타낸 도면이다.
도 8에는, 기판(10)에 대해, 레이저 광원(50)에서 발생한 레이저 빔의 기판 입사각(θ1), 렌즈 입사각(θ2), 발산각(θ3), 제1 길이(60), 제2 길이(70), 제3 길이(80), 제4 길이(90)가 도시되어 있다.
도 1, 도 2, 및 도 8을 참조하면, 기판 입사각(θ1)은 레이저 빔이 광학 소자(20)를 통과하여 기판(10) 상에 입사했을 때 기판(10)과의 각도로 정의할 수 있다. 렌즈 입사각(θ2)은 레이저 빔들이 제2 스캐너(40b)에서 편향되어 복수의 제2 렌즈들(30b)로 입사했을 때 복수의 제2 렌즈들(30b)과의 각도로 정의할 수 있다. 발산각(θ3)은 제2 스캐너(40b)에서 편향되어 나온 레이저 빔들이 복수의 제2 렌즈들(30b)에 입사했을 때, ① 부분과 ② 부분 사이의 각도로 정의할 수 있다.
제1 길이(60)는 복수의 제2 렌즈들(30b)과 기판(10) 사이의 길이로 정의할 수 있다. 제2 길이(70)는 도 3에 도시되어 있는 한 개의 스캔 길이로 정의할 수 있다. 제3 길이(80)는 기판(10)에 조사되는 레이저 빔의 조사 위치 변동 폭으로 정의할 수 있다. 제4 길이(90)는 제2 스캐너(40b)의 위치 변동 폭으로 정의할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 스캐너(40b)에서 편향된 상기 레이저 빔들의 발산각(θ3)이 약 30도 이고, 제2 길이(70)가 약 600mm이고, 제1 길이(60)가 약 500mm 일 수 있다. 이 경우, 제3 길이(80)는 약 - 0.5mm 내지 약 0.5mm 일 수 있고, 기판 입사각(θ1)의 변동은 약 - 0.057도 내지 약 0.057도 일 수 있다. 기판 입사각(θ1)의 변동이 약 - 0.057도 내지 약 0.057도가 되기 위해서는, 제2 스캐너(40b)의 위치를 이동시켜, 제4 길이(90)는 약 2.4mm 일 수 있고, 이에 따라, 렌즈 입사각(θ2)의 변동이 약 0.2도 일 수 있다. 선택적으로, 제2 스캐너(40b)의 위치를 이동시키는 대신, 복수의 제2 렌즈들(30b)을 약 2.4mm 이동시켜, 렌즈 입사각(θ2)의 변동이 약 0.2 도 일 수 있다.
상기와 같이, 변동된 기판 입사각(θ1)을 수정하기 위해서, 하기와 같은 광학 소자(20)가 필요할 수 있다.
도 9는 도 4 내지 도 7의 레이저 조사 장치에 포함되는 광학 소자의 각도, 장편 길이 및 두께를 표시한 도면이다.
도 9에는, 광학 소자(20)의 각도(θ4), 장편 길이(110) 및 두께 차이(120)가 도시되어 있다.
도 9를 참조하면, 두께 차이(120)는 도 5의 광학 소자(20)의 y 방향에서 바라본 한 프리즘의 양 끝단의 높이차로 정의할 수 있다. 장편 길이(110)는 도 5의 광학 소자의 한 프리즘의 x 방향으로의 길이로 정의할 수 있다. 각도(θ4)는 tan-1(두께 차이(120)/장편 길이(110))로 정의할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 발산각(θ3)이 30도 이고, 제1 길이(60)가 약 500mm 이고, 제2 길이(70)가 약 600mm 인 경우, 스캔 방향(scan direction)으로 진동하는 복수의 제2 렌즈들(30b)에 의해, 제3 길이(80)는 약 - 0.5mm 내지 약 0.5mm 일 수 있다. 상기와 같이, 제3 길이(80)가 약 -0.5 mm 내지 약 0.5mm 일 경우, 기판 입사각(θ1)의 변동이 약 - 0.057도 내지 약 0.057도 일 수 있다. 이 경우, 약 - 0.057 도 내지 약 0.057 도의 기판 입사각(θ1)의 변동을 0으로 수정하기 위해서, 광학 소자(20)를 배치할 수 있다.
광학 소자(20)를 배치할 경우, 약 - 0.057도 내지 약 0.057도의 기판 입사각(θ1)의 변동을 수정하기 위해, 광학 소자(20)의 두께 차이(120)는 약 1.14mm 일 수 있고, 광학 소자(20)의 장편 길이(110)는 약 620mm 일 수 있고, 광학 소자(20)의 각도(θ4)는 0.106 도 일 수 있다. 다만, 장편 길이(110)와 두께 차이(120)는 이에 한정되는 것은 아니고, 각도(θ4)가 0.106도 이기만 하면 다양한 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 기판에 조사되는 레이저 빔의 입사각을 보정하여, 디스플레이 패널에 생기는 줄얼룩을 감소시킬 수 있다.
상술한 바에서는, 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 이를 포함하는 다양한 전자 기기들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 휴대폰, 스마트폰, 비디오폰, 스마트패트, 스마트워치, 태블릿 PC, 차량용 네비게이션, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북, 헤드 마운트 디스플레이 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 레이저 조사 장치
10: 기판
20: 광학 소자
30a: 제1 렌즈
30b: 복수의 제2 렌즈
40a: 제1 스캐너
40b: 제2 스캐너
50: 레이저 광원

Claims (20)

  1. 레이저 빔을 발생시키는 레이저 광원;
    상기 레이저 광원에서 발생한 상기 레이저 빔을 통과하는 제1 렌즈;
    상기 제1 렌즈를 통과한 상기 레이저 빔이 반사되고, 상기 레이저 빔의 방향을 변화시키는 제1 스캐너;
    상기 제1 스캐너에서 편향된 상기 레이저 빔이 반사되고, 상기 레이저 빔의 방향을 변화시키는 제2 스캐너;
    상기 제2 스캐너에서 편향된 상기 레이저 빔이 통과하고, 일 방향으로 진동하는 복수의 제2 렌즈들; 및
    상기 복수의 제2 렌즈들을 통과한 상기 레이저 빔이 통과하고, 기판 상에 상기 레이저 빔의 입사각을 보정하는 광학 소자를 포함하는 레이저 조사 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 렌즈들은 상기 제2 스캐너에서 편향된 상기 레이저 빔의 입사 위치를 변동시키는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 상기 복수의 제2 렌즈들의 진동 방향과 수직 방향으로 진동하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 렌즈들의 진동 주기와 상기 광학 소자의 진동 주기는 동일한 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 렌즈들 중 적어도 하나가 진동하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 스캐너는 진동 가능한 갈바노 미러(galvano mirror)이고,
    상기 제2 스캐너는 회전 가능한 폴리곤 미러(polygon mirror)인 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 모양이 동일한 2개의 프리즘(prism)들을 붙인 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 프리즘들 각각은 하나의 높이가 상이한 육면체이고,
    상기 광학 소자는 상기 프리즘들 각각의 일 면이 서로 붙은 대칭적인 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 상기 복수의 제2 렌즈들 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 석영(quartz)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  11. 레이저 광원에서 레이저 빔을 방출하는 단계;
    상기 레이저 광원에서 방출된 상기 레이저 빔이 제1 렌즈에 입사하는 단계;
    상기 제1 렌즈를 통과한 상기 레이저 빔이 제1 스캐너에서 반사되고, 상기 레이저 빔의 방향을 변화시키는 단계;
    상기 제1 스캐너에 의해 편향된 상기 레이저 빔이 제2 스캐너에서 반사되고, 상기 레이저 빔의 방향을 변화시키는 단계;
    상기 제2 스캐너에 의해 편향된 상기 레이저 빔이 일 방향으로 진동하는 복수의 제2 렌즈들에 입사하는 단계;
    상기 복수의 제2 렌즈들을 통과한 상기 레이저 빔이 광학 소자에 입사하여 입사각을 보정하는 단계; 및
    상기 광학 소자를 통과한 상기 레이저 빔을 기판에 조사하여 스캔하는 단계를 포함하는 레이저 조사 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 광학 소자를 통과한 상기 레이저 빔이 상기 기판 상에 조사될 때, 스캔 위치가 상기 복수의 제2 렌즈들의 진동 방향과 동일한 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 렌즈들은 상기 제2 스캐너에서 편향되는 상기 레이저 빔의 입사 위치를 변동시키는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 방법
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 상기 복수의 제2 렌즈들의 진동 방향과 수직 방향으로 진동하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 렌즈들의 진동 주기와 상기 광학 소자의 진동 주기는 동일한 것을 특징으로 하는 레이저 조사 방법.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 스캐너는 진동 가능한 갈바노 미러(galvano mirror)이고,
    상기 제2 스캐너는 회전 가능한 폴리곤 미러(polygon mirror)인 것을 특징으로 하는 레이저 조사 방법.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 모양이 동일한 2개의 프리즘(prism)들을 붙인 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 프리즘들 각각은 하나의 높이가 상이한 육면체이고,
    상기 광학 소자는 상기 프리즘들 각각의 일 면이 서로 붙은 대칭적인 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 방법.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 상기 복수의 제2 렌즈들 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 방법.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 석영(quartz)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 방법.
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