KR20220112345A - 레이저 가공 장치 - Google Patents

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KR20220112345A
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laser processing
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박재석
이정섭
홍경호
이인호
전보석
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Abstract

본 발명의 레이저 가공 장치는 가공 기판을 이송하며, 개구부를 포함하는 스테이지, 스테이지 상에 배치되고 복수 개의 홀들을 포함하는 정전척 및 스테이지 상에 이격되어 배치되고 가공 기판에 레이저를 조사하는 레이저 조사부를 포함할 수 있다. 정전척의 배면은 가공 기판에 접촉하고, 가공 기판은 레이저에 의해 에칭되는 에칭 영역들 및 에칭 영역들을 둘러싸는 주변 영역으로 구분되며, 복수 개의 홀들은 개구부 및 에칭 영역들에 중첩 할 수 있다.

Description

레이저 가공 장치{LASER PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 레이저 가공 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 상향식 레이저 가공 장치에 관한 발명이다.
표시 장치는 영상을 표시하는 표시 모듈, 외부 입력을 감지하는 입력 감지 모듈, 및 전자 모듈 등과 같이 다양한 전자 부품들로 구성된 장치일 수 있다. 표시 모듈은 광을 생성하는 발광 소자를 포함할 수 있다. 전자 모듈은 카메라, 적외선 감지 센서, 근접 센서 등을 포함할 수 있다.
최근, 표시 장치의 디자인 및 기능이 점차 다양해짐에 따라 사용자는 더 넓은 면적의 표시 영역 및 더 좁은 면적의 베젤 영역을 갖는 표시 장치를 선호한다. 베젤 영역의 면적의 감소를 위해, 전자 모듈은 표시 모듈에 형성된 삽입홀에 배치될 수 있다.
표시 모듈에 삽입홀을 형성하기 위해 레이저 가공 장치가 사용될 수 있다. 한편, 베젤 영역의 면적이 감소된 표시 장치의 대량 생산을 위한 레이저 가공 장치에 관한 연구가 필요하다.
본 발명은 표시 장치의 대량 생산이 용이한 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 레이저 가공 장치를 이용한 공정 시간을 단축시키며 신뢰성을 갖는 레이저 가공 장치를 제공하는데 있다.
일 실시예는 가공 기판을 이송하며, 개구부를 포함하는 스테이지, 상기 스테이지 상에 배치되고 복수 개의 홀들을 포함하는 정전척 및 상기 스테이지 상에 이격되어 배치되고 상기 가공 기판에 레이저를 조사하는 레이저 조사부를 포함하고, 상기 정전척의 배면은 상기 가공 기판에 접촉하고, 상기 가공 기판은 상기 레이저에 의해 에칭되는 에칭 영역들 및 에칭 영역들을 둘러싸는 주변 영역으로 구분되고, 상기 복수 개의 홀들은 상기 개구부 및 상기 에칭 영역들에 중첩하는 레이저 가공 장치를 제공한다.
상기 복수 개의 홀들의 평면적들은 중첩하는 상기 에칭 영역들의 평면적 보다 클 수 있다.
상기 복수 개의 홀들의 평면적들은 서로 동일할 수 있다.
상기 복수 개의 홀들 중 적어도 두 홀들의 평면적들은 서로 상이할 수 있다.
상기 복수 개의 홀들은 상기 에칭 영역들 각각에 대응하여 중첩할 수 있다.
상기 복수 개의 홀들 중 일부 홀들은 상기 에칭 영역들 각각에 대응하여 중첩할 수 있다.
상기 복수 개의 홀들 중 하나의 홀은 상기 에칭 영역들 중 복수 개의 에칭 영역들에 대응하여 중첩할 수 있다.
상기 복수 개의 홀들의 형상은 각각 평면상에서 원형일 수 있다.
상기 복수 개의 홀들의 형상은 각각 평면상에서 일 방향으로 연장된 슬롯(slot) 형상이고,
상기 복수 개의 홀들 각각은 상기 에칭 영역들 중 상기 일 방향을 따라 배열된 복수 개의 에칭 영역들에 중첩할 수 있다.
상기 정전척은 상기 스테이지와 접촉하는 제1 영역 및 상기 가공 기판에 접촉하는 제2 영역으로 구분되며, 상기 제1 영역 상에 배치된 제1 단자부를 더 포함하고, 상기 스테이지는 상기 제1 단자부에 중첩하는 제2 단자부를 더 포함할 수 있다.
상기 정전척은 상기 제1 영역 내에 배치되고, 상기 제1 단자부에 연결된 탄성부를 더 포함할 수 있다.
상기 정전척은 상기 제1 영역 내에 배치되고, 상기 정전척의 배면으로부터 돌출된 결합부를 더 포함하고, 상기 스테이지는 상기 결합부의 형상에 대응하여 상기 스테이지의 상면으로부터 함몰된 함몰부를 더 포함하고, 상기 결합부는 상기 함몰부에 결합할 수 있다.
상기 레이저 가공 장치는 전원 제공 유닛을 더 포함하고, 상기 전원 제공 유닛은 상기 제2 단자부에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전원 제공 유닛은 전원을 제공하는 복수 개의 전원부들 및 상기 복수 개의 전원부들 각각에 전기적으로 연결된 전원 스위칭부를 포함하고, 상기 전원 스위칭부는 상기 복수 개의 전원부들 중 어느 하나로부터 인가된 전원을 상기 제2 단자부에 제공할 수 있다.
상기 레이저 가공 장치는 진공 챔버를 더 포함하고, 상기 스테이지 및 상기 정전척은 상기 진공 챔버의 내부에 배치되고, 상기 레이저 조사부는 상기 진공 챔버의 외부에 배치될 수 있다.
상기 진공 챔버는, 천장면, 바닥면 및 상기 천장면과 상기 바닥면을 연결하는 복수 개의 측면들을 포함하는 본체 및 상기 천장면 내에 배치된 챔버 윈도우를 포함하고, 상기 챔버 윈도우는 평면상에서 상기 레이저 조사부에 중첩하고 상기 레이저에 대해 투과성을 가질 수 있다.
일 실시예는 가공 기판을 이송하는 스테이지, 상기 스테이지 상에 접촉하는 제1 영역 및 상기 가공 기판에 접촉하는 제2 영역으로 구분되는 정전척, 상기 스테이지 상에 이격되어 배치되고 상기 가공 기판에 레이저를 조사하는 레이저 조사부 및 전원 제공 유닛을 포함하고, 상기 정전척은, 상기 제1 영역 내에 배치된 제1 단자부 및 상기 제2 영역 내에 배치된 복수 개의 홀들을 포함하고, 상기 스테이지는, 상기 제2 영역에 중첩하는 개구부 및 상기 제1 단자부와 중첩하는 제2 단자부를 포함하며, 상기 전원 제공 유닛은 상기 제2 단자부에 전기적으로 연결된 레이저 가공 장치를 제공한다.
상기 정전척은 상기 제1 단자부에 연결된 스프링을 더 포함할 수 있다.
상기 가공 기판은 상기 레이저에 의해 에칭되는 에칭 영역들 및 상기 에칭 영역들을 둘러싸는 주변 영역으로 구분되고, 상기 복수 개의 홀들은 상기 에칭 영역들에 중첩하고, 상기 복수 개의 홀들의 평면적들은 중첩하는 상기 에칭 영역들의 평면적 보다 클 수 있다.
상기 복수 개의 홀들의 형상은 평면상에서 원형 또는 슬롯 형상일 수 있다.
본 발명의 레이저 가공 장치에 포함되는 정전척은 다양한 생산 모델을 제조하는데 적용 가능하여 정전척 교체 시간을 단축시키는 효과가 있다.
본 발명의 레이저 가공 장치는 정전척 교체 시, 평탄도를 유지하며 정전척에 연결된 배선을 분리하는 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 레이저 가공 장치는 전원의 고장에 의한 공정 지연을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 평면도이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 평면도이다.
도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 단면도이다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 단면도이다.
도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 단면도이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 단면도이다.
도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 레이저 가공 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 표시 장치(DD)는 홀 영역(HA), 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함 할 수 있다.
표시 장치(DD)는 전기적 신호에 따라 활성화되어 영상을 표시하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 자동차 네비게이션, 게임기, 휴대 전화, 태블릿 등의 전자 장치에 사용될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며 본 발명의 개념에 벗어나지 않는 이상 표시 장치(DD)는 다양한 전자 장치에 사용될 수 있다. 본 명세서는 휴대 전화에 사용된 표시 장치(DD)를 예시적으로 도시하였다.
표시 장치(DD)는 리지드(rigid)한 것일 수 있다. 이에 한정되지 않고, 표시 장치(DD)는 플렉서블(flexible)한 것일 수 있다. 이는 휘어질 수 있는 특성을 의미하며, 표시 장치(DD)는 완전히 폴딩되거나 일부가 벤딩되는 구조를 가질 수 있다.
표시 장치(DD)의 전면(front surface)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)으로 구분될 수 있다. 표시 영역(DA)은 영상(IM)을 표시하는 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)에 인접하며 영상(IM)을 표시하지 않는 영역일 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 영상(IM)이 표시되는 방향을 기준으로 각 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)이 정의된다. 전면과 배면은 제3 방향(DR3)에서 서로 대향(opposing)이 되며, 전면 및 배면 각각의 법선 방향은 제3 방향(DR3)과 평행할 수 있다.
본 명세서에서 제3 방향(DR3)을 따라 정의되는 전면과 배면 사이의 이격 거리는 부재의 두께에 대응될 수 있다. 본 명세서에서 "평면상에서"는 부재들을 위에서 바라본 것을 의미하며, 제3 방향(DR3)에서 바라보았을 때를 의미할 수 있다.
도면에 도시된 제1 내지 제3 방향축들이 지시하는 방향들(DR1, DR2, DR3)은 상대적은 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다. 이하, 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3) 각각은 제1 내지 제3 방향축들이 지시하는 방향이며, 동일한 도면 부호를 참조한다.
표시 장치(DD)는 표시 영역(DA)을 통해 사용자에게 영상(IM)을 제공할 수 있다. 영상(IM)은 정적 영상 및 동적 영상 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 도 1은 영상(IM)의 일 예로 복수의 아이콘들과 시계 위젯 등을 도시하였다.
표시 영역(DA)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 면에 평행한 사각 형상을 가질 수 있다. 그러나 표시 영역(DA)의 형상은 이에 한정되지 않고 다양하게 디자인 될 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)에 인접하는 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 에워쌀 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 일 측에만 인접하여 배치되거나 생략될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 소정의 컬러를 포함하는 물질이 인쇄된 영역으로 제공될 수 있다.
홀 영역(HA)은 후술할 전자 모듈(CAM)이 중첩하는 영역일 수 있다. 홀 영역(HA)은 표시 영역(DA)에 인접할 수 있다. 홀 영역(HA)은 표시 영역(DA)에 의해 에워싸일 수 있다. 전자 모듈(CAM)에 중첩하는 홀 영역(HA)이 표시 영역(DA) 내에 정의됨에 따라, 비표시 영역(NDA)의 면적을 감소시킬 수 있다.
도 1은 표시 영역(DA)에 에워싸이며, 표시 영역(DA)의 우측 상단 부분에 형성된 홀 영역(HA)을 도시하였으나, 홀 영역(HA)의 위치가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 홀 영역(HA)은 좌측 또는 하단에 형성되거나 중앙 부분에 형성될 수 있다.
홀 영역(HA)은 하나 또는 그 이상일 수 있다. 도 1은 하나의 홀 영역(HA)을 도시하였으나, 표시 장치(DD)는 복수 개의 홀 영역들을 포함할 수 있다. 복수의 홀 영역들은 서로 이격되어 표시 영역(DA) 내에 형성될 수 있다.
홀 영역(HA)의 형상은 다양할 수 있다. 도 1은 평면상에서 원형의 형상을 갖는 홀 영역(HA)을 도시하였다. 그러나 이에 한정되지 않고 홀 영역(HA)은 사각 형상일 수 있다.
표시 장치(DD)에 포함된 홀 영역(HA)의 형상, 면적, 개수, 위치 등은 표시 장치(DD)의 디자인에 따라 달라질 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 절단선 I-I'에 대응하여 절단된 표시 모듈의 단면도들이다. 표시 모듈(DM)은 표시 장치(DD)에 포함되어 영상을 표시하는 모듈일 수 있다. 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP), 입력 감지층(ISP), 반사 방지층(RPL), 윈도우(WIN), 보호 필름(PPF), 쿠션층(CSL) 및 제1 내지 제4 점착층들(AL1~AL4)을 포함할 수 있다.
표시 모듈(DM)은 표시 영역(DA), 비표시 영역(NDA) 및 홀 영역(HA)을 포함할 수 있다. 표시 모듈(DM)은 표시 모듈(DM)을 구성하는 일부 부재들을 관통하는 관통홀(HO)이 정의될 수 있다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 표시 모듈들(DM)은 실질적으로 동일한 구성을 포함하며, 관통홀(HO)이 정의된 구성에 일부 차이가 있다.
표시 패널(DP)은 액정 표시 패널 또는 발광형 표시 패널일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널 또는 퀀텀닷 발광 표시 패널일 수 있다. 유기 발광 표시 패널의 발광층은 유기 발광 물질을 포함할 수 있다. 퀀텀닷 발광 표시 패널의 발광층은 퀀텀닷 및 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널로 설명된다.
입력 감지층(ISP)은 표시 패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 입력 감지층(ISP)은 표시 패널(DP) 상에 직접 배치될 수 있다. 즉, 입력 감지층(ISP)은 연속 공정에 의해 표시 패널(DP) 상에 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 입력 감지층(ISP)은 표시 패널(DP) 상면 상에 배치된 점착 필름을 통해 표시 패널(DP)에 접착될 수 있다.
입력 감지층(ISP)은 외부의 입력을 감지하는 복수 개의 센서부들(미 도시)을 포함 할 수 있다. 외부 입력은 표시 장치(DD)의 외부에서 제공되는 다양한 형태의 입력들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 입력은 사용자의 손 등 신체의 일부에 의한 접촉은 물론, 표시 장치(DD)와 소정의 거리로 인접하여 인가되는 외부 입력(예를 들어, 호버링)을 포함할 수 있다. 또한, 외부 입력은 힘, 압력, 온도, 광 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
반사 방지층(RPL)은 입력 감지층(ISP) 상에 배치될 수 있다. 반사 방지층(RPL)은 외부로부터 표시 패널(DP)을 향해 입사되는 외광의 반사율을 감소시킬 수 있다. 반사 방지층(RPL)은 위상 지연자(retarder) 및/또는 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다. 반사 방지층(RPL)은 외광 반사 방지 필름 형태로 제공될 수 있다.
윈도우(WIN)는 반사 방지층(RPL) 상에 배치될 수 있다. 윈도우(WIN)는 외부의 스크래치 및 충격으로부터 반사 방지층(RPL), 입력 감지층(ISP) 및 표시 패널(DP)을 보호할 수 있다.
윈도우(WIN)는 광학적으로 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 윈도우(100)는 유리, 사파이어, 플라스틱 등을 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)로부터 생성되는 이미지는 윈도우(WIN)를 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다.
윈도우(100)는 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 윈도우(100)는 서로 결합된 복수 개의 플라스틱 필름들 또는 서로 결합된 유리 기판과 플라스틱 필름을 포함할 수 있다.
보호 필름(PPF)은 표시 패널(DP)의 배면 상에 배치될 수 있다. 보호 필름(PPF)은 보호 기판으로 정의될 수 있다. 보호 필름(PPF)은 표시 패널(DP)의 하부를 보호할 수 있다. 보호 필름(PPF)은 가요성 플라스틱 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호 필름(PPF)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET)를 포함할 수 있고, 보호 필름(PPF)의 물질은 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
쿠션층(CSL)은 보호 필름(PPF) 아래에 배치될 수 있다. 쿠션층(CSL)은 표시 모듈(DM)의 하부에 인가되는 외부의 충격을 흡수하여 표시 패널(DP)을 보호할 수 있다. 쿠션층(CSL)은 탄성력을 갖는 발포(foam) 시트를 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 점착층들(AL1, AL2, AL3, AL4)은 표시 모듈(DM)의 구성 부재들 사이에 배치되어 각 구성 부재들을 접착 시킬 수 있다. 제1 점착층(AL1)은 표시 패널(DP)과 보호 필름(PPF) 사이에 배치되어 표시 패널(DP)과 보호 필름(PPF)을 접착 시킬 수 있다. 제2 점착층(AL2)은 반사 방지층(RPL)과 입력 감지층(ISP) 사이에 배치되어 반사 방지층(RPL)과 입력 감지층(ISP)을 접착 시킬 수 있다. 제3 점착층(AL3)은 윈도우(WIN)와 반사 방지층(RPL) 사이에 배치되어 윈도우(WIN)와 반사 방지층(RPL)을 접착 시킬 수 있다. 제4 점착층(AL4)은 보호 필름(PPF)과 쿠션층(CSL) 사이에 배치되어 보호 필름(PPF)과 쿠션층(CSL)을 접착 시킬 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 복수의 점착층들(AL1, AL2, AL3, AL4) 중 일부는 생략될 수 있다.
전자 모듈(CAM)은 평면상에서 표시 모듈(DM)에 정의된 관통홀(HO)에 중첩할 수 있다. 전자 모듈(CAM)은 관통홀(HO) 내에 삽입될 수 있다. 전자 모듈(CAM)은 표시 장치(DD)의 동작에 필요한 다양한 기능성 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 모듈(CAM)은 열 감지 모듈, 발광 모듈, 음향 출력 모듈, 카메라 모듈 등을 포함할 수 있다.
전자 모듈(CAM)은 홀 영역(HA)을 통해 외부로부터 전달되는 외부 입력을 수신하거나, 홀 영역(HA)을 통해 외부로 출력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 전자 모듈(CAM)은 홀 영역(HA)을 통해 수신되는 외부 피사체의 정보를 감지하거나, 홀 영역(HA)을 통해 음성 등의 소리 신호 또는 적외광 등의 광 신호를 외부에 제공할 수 있다.
홀 영역(HA)은 표시 영역(DA) 내에 형성될 수 있다. 전자 모듈(CAM)과 중첩하는 홀 영역(HA)을 제공하기 위해 비표시 영역(NDA) 내에 구비되는 별도의 영역은 생략될 수 있다. 따라서, 비표시 영역(NDA)의 면적이 감소될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 일 실시예의 관통홀(HO)은 쿠션층(CSL), 보호 필름(PPF), 표시 패널(DP), 입력 감지층(ISP) 및 반사 방지층(RPL)을 관통하여 형성될 수 있다. 즉, 도 2a에 도시된 홀 영역(HA)은 평면상에서 윈도우(WIN)에 중첩할 수 있다. 이에 따라, 전자 모듈(CAM)은 상대적으로 투과율이 높은 윈도우(WIN)를 통해 외부 입력을 수신하거나 출력을 제공할 수 있다.
다른 일 실시예의 관통홀(HO)은 표시 패널(DP)의 상면을 관통하지 않고, 표시 패널(DP) 하부에 배치된 구성들을 관통하여 형성될 수 있다. 도 2b를 참조하면, 관통홀(HO)은 표시 패널(DP) 하부에 배치된 쿠션층(CSL) 및 보호 필름(PPF)을 관통하여 형성될 수 있다.
도 2b에 도시된 홀 영역(HA)은 평면상에서 표시 패널(DP)에 중첩할 수 있다. 이에 따라, 표시 패널(DP)에서 제공하는 이미지는 홀 영역(HA) 및 표시 영역(DA)을 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 전자 모듈(CAM)이 홀 영역(HA)을 통해 신호를 용이하게 전달 및 수신할 수 있도록, 홀 영역(HA)에 중첩하는 표시 패널(DP)의 투과율은 홀 영역(HA)에 비 중첩하는 표시 패널(DP)의 투과율 대비 높을 수 있다.
한편, 관통홀(HO)은 후술할 본 발명 일 실시예의 레이저 가공 장치를 이용하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 관통홀(HO)은 레이저 가공 장치를 이용한 에칭 공정을 통해 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면을 예시적으로 도시한 단면도이다. 표시 패널(DP)은 기판(SUB), 회로층(DP-CL), 표시 소자층(DP-OL) 및 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 회로층(DP-CL) 및 표시 소자층(DP-OL)이 배치되는 기판일 수 있다. 기판(SUB)은 적어도 하나의 실리콘 기판, 플라스틱 기판 및 유리 기판을 포함할 수 있다. 기판은(SUB)은 복수의 절연층들을 포함하는 적층 구조체일 수 있다.
회로층(DP-CL)은 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다. 회로층(DP-CL)은 적어도 하나의 절연층과 회로 소자를 포함할 수 있다. 회로 소자는 신호 라인 및 구동 회로 등을 포함할 수 있다. 회로층(DP-CL)은 복수의 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 코팅 또는 증착에 의해 절연층, 반도체층 및 도전층을 적층한 후, 포토리소그래피를 이용해 절연층, 반도체층 및 도전층을 패터닝하여 회로층(DP-CL)이 형성될 수 있다.
표시 소자층(DP-OL)은 회로층(DP-CL) 상에 배치될 수 있다. 표시 소자층(DP-OL)은 발광 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자는 유기 발광 다이오드 또는 퀀텀닷 발광 다이오드일 수 있다.
봉지층(TFE)은 표시 소자층(DP-OL) 상에 배치될 수 있다. 봉지층(TFE)은 복수 개의 박막들을 포함할 수 있다. 봉지층(TFE)은 무기막 및 유기막을 포함할 수 있다. 일부 박막은 광학 효율을 향상시키기 위해 배치될 수 있고, 일부 박막은 산소 또는 수분으로부터 발광 소자를 보호하기 위해 배치될 수 있다.
표시 패널(DP)은 표시 영역(DA)에 배치되는 복수 개의 화소들을 포함할 수 있다. 화소들 각각은 발광 소자 및 발광 소자에 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 화소들은 표시 영역(DA)에 배치되어 광을 제공할 수 있다.
도 2a에 도시된 일 실시예의 표시 패널(DP)은 홀 영역(HA)에 중첩하여 기판(SUB), 회로층(DP-CL) 및 표시 소자층(DP-OL)을 관통하는 관통홀(HO)이 정의될 수 있다. 도 2b에 도시된 일 실시예의 표시 패널(DP)은 홀 영역(HA)에 중첩하는 영역 내에서 투과율이 홀 영역(HA)에 비중첩하는 영역 대비 상대적으로 높을 수 있다. 예를 들어, 홀 영역(HA)에 중첩하는 영역 내 화소들의 밀도는 홀 영역(HA)에 비중첩하는 영역 내 화소들의 밀도 보다 작을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 단면도이다. 본 발명의 레이저 가공 장치(LPA)는 상술한 표시 모듈(DM)의 적층 부재들을 관통하는 관통홀(HO)을 형성하기 위한 에칭 공정에 이용될 수 있다. 레이저 가공 장치(LPA)는 진공 챔버(CHM), 스테이지(STG), 정전척(ESC) 및 레이저 조사부(LAR)를 포함할 수 있다.
레이저 조사부(LAR)는 스테이지(STG) 및 정전척(ESC) 상에 배치될 수 있다. 레이저 조사부(LAR)은 제3 방향(DR3)을 따라 스테이지(STG) 및 정전척(ESC)과 이격되어 배치될 수 있다. 레이저 조사부(LAR)는 레이저(LA)를 생성할 수 있다. 레이저 조사부(LAR)는 스테이지(STG) 상에 안착된 가공 기판(GLS)을 향해 레이저(LA)를 조사할 수 있다.
가공 기판(GLS)은 홀이 가공되기 위한 대상물을 의미할 수 있다. 가공 기판(GLS)은 레이저 가공 장치(LPA)를 이용한 에칭 공정에 의해 관통홀이 형성될 수 있다. 예를 들어, 가공 기판(GLS)은 도 2a에 도시된 표시 패널(DP) 및 입력 감지층(ISP)일 수 있고, 이에 한정되지 않고, 가공 기판(GLS)은 보호 필름(PPF) 및 쿠션층(CSL)일 수 있다.
하나의 가공 기판(GLS)을 가공하여 복수 개의 표시 모듈(DM)들을 생산할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 생산할 표시 모듈(DM)의 면적에 따라 하나의 가공 기판(GLS)을 가공하여 하나의 표시 모듈(DM)을 생산할 수 있다.
스테이지(STG)는 레이저 조사부(LAR) 아래 배치 될 수 있다. 스테이지(STG)는 정전척(ESC)을 지지할 수 있다. 스테이지(STG)는 정전척(ESC)에 의해 스테이지(STG) 상에 부착된 가공 기판(GLS)을 일 방향을 따라 이송 시킬 수 있다.
정전척(ESC)은 스테이지(STG) 상에 배치될 수 있다. 스테이지(STG) 상에 배치된 정전척(ESC)의 배면의 적어도 일부는 외부로 노출될 수 있다. 노출된 정전척(ESC)이 배면 상에 가공 기판(GLS)이 제공될 수 있다. 가공 기판(GLS)은 정전척(ESC)의 배면에 접촉할 수 있다. 정전척(ESC)에 의해 가공 기판(GLS)은 스테이지(STG)의 배면 상에 부착될 수 있다.
정전척(ESC)은 정전기 유도체일 수 있다. 정전척(ESC)은 세라믹 등으로 형성된 본체와, 그 내부에 매립된 전극을 포함할 수 있다. 정전척(ESC)의 전극에 전압이 인가됨에 따라, 정전기력이 유도될 수 있다. 정전기력이 유도된 정전척(ESC)은 가공 기판(GLS)에 정전기력에 의한 인력을 가할 수 있고, 가공 기판(GLS)은 정전척(ESC)에 밀착할 수 있다.
정전척(ESC)은 복수 개의 홀들(HL)을 포함할 수 있다. 복수 개의 홀들(HL)은 정전척(ESC)의 상면 및 하면을 관통하여 형성될 수 있다. 복수 개의 홀들(HL)은 가공 기판(GLS) 상에 레이저를 조사하는 영역에 중첩하도록 배치될 수 있다. 이에 관한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
진공 챔버(CHM)는 에칭 공정 시 밀폐된 공간을 제공하며, 내부를 진공 상태로 유지시킬 수 있다. 진공 챔버(CHM)는 천장면(B1), 바닥면(B2) 및 복수의 측면들(B3)을 포함할 수 있다. 진공 챔버(CHM)의 바닥면(B2)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행할 수 있다. 천장면(B1)은 바닥면(B2)과 제3 방향(DR3)을 따라 서로 대향 할 수 있다. 복수의 측면들(B3)은 천장면(B1) 및 바닥면(B2)을 둘러싸며 천장면(B1)과 바닥면(B2)을 연결할 수 있다.
스테이지(STG) 및 정전척(ESC)은 진공 챔버(CHM)의 내부에 배치될 수 있다. 가공 기판(GLS)은 진공 챔버(CHM)의 내부에 제공되어, 진공 조건에서 에칭 공정이 수행될 수 있다. 레이저 조사부(LAR)는 진공 챔버(CHM)의 외부에 배치될 수 있다. 레이저 조사부(LAR)는 진공 챔버(CHM)의 천장면(B1) 상에 배치되어 가공 기판(GLS)을 향해 레이저(LA)를 조사할 수 있다.
진공 챔버(CHM)는 천장면(B1) 내에 배치되는 챔버 윈도우(CHW)를 포함할 수 있다. 챔버 윈도우(CHW)는 평면상에서 레이저 조사부(LAR)에 중첩할 수 있다.
챔버 윈도우(CHW)는 레이저(LA)에 대해 투과성을 가질 수 있다. 챔버 윈도우(CHW)는 진공 챔버(CHM)의 진공 상태를 유지시키면서, 진공 챔버(CHM) 외부에 배치된 레이저 조사부(LAR)가 조사하는 레이저(LA)를 투과 시킬 수 있다. 챔버 윈도우(CHW)는 광학적으로 투명할 수 있다. 예를 들어, 챔버 윈도우(CHW)는 유리를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 사시도이다. 도 6은 도 5에 도시된 레이저 가공 장치의 일부 구성의 분해 사시도이다. 도 7은 도 6에 도시된 레이저 가공 장치의 일부 구성의 단면도이다. 동일 도면 부호를 부여한 각 구성들에 대한 설명은 상술한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 레이저 가공 장치(LPA)는 기판 이송부들(SMP)을 포함할 수 있다. 기판 이송부들(SMP)은 일 방향을 따라 연장될 수 있다. 기판 이송부들(SMP)은 스테이지(STG)의 이동 방향을 따라 연장될 수 있다. 도 5는 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 기판 이송부들(SMP)을 예시적으로 도시하였다. 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 기판 이송부들(SMP)은 제2 방향(DR2)을 따라 서로 이격될 수 있다.
기판 이송부들(SMP)은 스테이지(STG)의 양 끝단에 인접하여 스테이지(STG) 아래에 배치될 수 있다. 기판 이송부들(SMP)은 각각 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 스테이지(STG)의 양 끝단 아래에 배치될 수 있다.
스테이지(STG)는 기판 이송부들(SMP)을 따라 이동할 수 있다. 스테이지(STG)는 기판 이송부들(SMP)이 연장된 방향을 따라 이동하며, 가공 기판(GLS)을 이송 시킬 수 있다.
한편, 도시하지 않았지만, 기판 이송부들(SMP)은 모터 등의 이송 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어 기판 이송부들(SMP)은 리니어 모터(linear motor) 또는 회전형 모터를 포함할 수 있다.
제3 방향(DR3)을 따라 정의되는 스테이지(STG)의 두께는 영역에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 기판 이송부들(SMP)에 중첩되는 스테이지(STG)의 두께 보다 기판 이송부들(SMP) 사이의 이격 공간에 중첩되는 스테이지(STG)의 두께가 작을 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 스테이지(STG)의 두께는 일정할 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 일 실시예의 스테이지(STG), 정전척(ESC) 및 가공 기판(GLS)의 분해 사시도를 도시하였다. 도 7은 도 6에 도시된 절단선 II-II'을 따라 절단한 스테이지(STG), 정전척(ESC) 및 가공 기판(GLS)의 단면을 도시하였다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 스테이지(STG)는 개구부(OP)를 포함할 수 있다. 개구부(OP)는 스테이지(STG)의 상면 및 하면을 관통할 수 있다. 개구부(OP)는 기판 이송부들(SMP) 사이의 이격 공간에 중첩할 수 있다. 개구부(OP)는 평면상에서 사각형의 형상을 가질 수 있다. 그러나, 개구부(OP)의 형상이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
정전척(ESC)은 평면상에서 사각형의 형상을 가질 수 있다. 도 6에 도시된 것처럼, 정전척(ESC)은 평면상에서 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 단변들 및 제2 방향(DR2)을 따라 연장된 장변들을 갖는 직사각형의 형상을 가질 수 있다.
정전척(ESC)은 스테이지(STG) 상면에 중첩하는 제1 영역(A1) 및 개구부(OP)에 중첩하는 제2 영역(A2)으로 구분될 수 있다. 제1 영역(A1)의 정전척(ESC)의 배면은 스테이지(STG)에 의해 지지될 수 있다. 제2 영역(A2)의 정전척(ESC)의 배면은 개구부(OP)에 의해 노출될 수 있다. 개구부(OP)에 중첩하는 정전척(ESC)의 일 부분은 개구부(OP)에 삽입될 수 있다. 그러나 정전척(ESC)의 형상은 정전기 인력을 이용하여 스테이지(STG) 상에 가공 기판(GLS)을 안착시킬 수 있다면 어느 하나의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
가공 기판(GLS)은 가공 기판(GLS) 상에 조사되는 레이저(LA)에 의해 에칭되는 에칭 영역(EA) 및 에칭 영역(EA)을 둘러싸는 주변 영역(NEA)로 구분될 수 있다. 에칭 영역(EA)은 복수로 구비될 수 있다. 에칭 영역(EA)은 상술한 표시 모듈(DM)의 홀 영역(HA)에 대응될 수 있고, 관통홀(HO)이 형성되는 영역일 수 있다.
가공 기판(GLS)은 개구부(OP)에 의해 노출된 정전척(ESC)의 배면 상에 배치될 수 있다. 가공 기판(GLS)의 전면(front surface)은 정전척(ESC)의 배면에 접촉할 수 있다.
정전척(ESC)의 복수 개의 홀들(HL)은 개구부(OP) 및 에칭 영역들(EA)에 중첩할 수 있다. 복수 개의 홀들(HL)은 에칭 영역들(EA)에 대응하여 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다. 레이저 조사부(LAR)에서 발생한 레이저(LA)는 복수 개의 홀들(HL) 및 개구부(OP)를 통과하여 가공 기판(GLS)의 에칭 영역들(EA) 상에 조사될 수 있다.
정전척(ESC)의 홀(HL)의 평면적은 홀(HL)에 대응하여 중첩하는 에칭 영역(EA)의 평면적 보다 클 수 있다. 예를 들어, 정전척(ESC)의 홀(HL)의 평면적은 홀(HL)에 중첩하는 에칭 영역(EA)의 평면적의 2배 일 수 있다. 그러나 홀(HL)의 평면적은 상기 수치에 한정되는 것은 아니다. 한편, 본 명세서에서 평면적은 평면상에서 구성의 넓이를 의미한다. 에칭 영역(EA)의 평면적 보다 큰 평면적을 갖는 홀(HL)에 의해, 공정 상의 오차로 레이저(LA)가 에칭 영역(EA) 내에 조사되지 못하는 현상을 방지할 수 있다.
복수 개의 홀들(HL)의 위치, 평면적, 개수 등은 에칭 공정을 통해 생산할 가공 기판(GLS)의 에칭 영역(EA)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 가공 기판(GLS)의 에칭 영역(EA)은 표시 장치(DD) 생산 모델에 따라 상이할 수 있다. 따라서, 표시 장치(DD)의 생산 공정에 사용되는 정전척(ESC)의 홀들(HL)의 위치, 평면적, 개수 등은 생산할 표시 장치(DD)의 모델에 따라 달라질 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 하나의 정전척(ESC)이 모델이 서로 상이한 표시 장치들을 생산하는데 공통의 정전척으로 사용될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 평면도들이다. 도 8a 내지 도 8c에 도시된 정전척들(ESC)은 상술한 설명이 동일하게 적용될 수 있다. 8a 내지 도 8c에 도시된 정전척(ESC)의 실시예들은 홀들(HL)의 개수, 면적 및 형상 등이 상이하며 이후, 차이점을 위주로 설명한다. 도 8a 내지 도 8c는 설명의 편의를 위해, 홀들(HL)에 중첩하는 가공 기판(GLS)의 에칭 영역들(EA)을 도시하였다.
도 8a를 참조하면, 정전척(ESC)의 복수 개의 홀들(HL) 각각은 에칭 영역들(EA) 각각에 대응하여 중첩할 수 있다. 즉, 하나의 홀(HL)은 하나의 에칭 영역(EA)에 중첩할 수 있다. 복수 개의 홀들(HL) 전부는 대응하는 에칭 영역(EA)에 중첩할 수 있다.
복수 개의 홀들(HL)의 평면적들은 서로 동일할 수 있다. 복수 개의 홀들(HL)은 평면상에서 원형의 형상을 가질 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 홀들(HL)의 평면적 및 형상은 홀들(HL)에 대응하여 중첩하는 에칭 영역들(EA)의 평면적 및 형상에 따라 다양할 수 있다.
도 8b는 참조하면, 하나의 가공 기판(GLS)에 대하여 정전척(ESC)의 복수 개의 홀들(HL, HL1) 중 일부 홀들(HL)은 에칭 영역들(EA)에 중첩할 수 있고, 나머지 홀들(HL1)은 주변 영역(NEA)에 중첩할 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 도 8b에 도시된 정전척(ESC)의 실시예에서 에칭 영역들(EA)에 중첩하는 홀들을 제1 홀들(HL)로 칭하고, 주변 영역(NEA)에 중첩하는 홀들을 제2 홀들(HL1)로 칭한다.
표시 장치(DD)의 생산 모델에 따라, 가공 기판(GLS)의 에칭 영역들(EA)의 위치 및/또는 평면적은 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 8b에 도시된 정전척(ESC)을 기준으로, 1번 생산 모델의 가공 기판(GLS)의 에칭 영역들(EA)은 제1 홀들(HL)에 중첩하는 위치에 정의될 수 있다. 별도로 도시하지 않았지만, 2번 생산 모델의 가공 기판의 에칭 영역들은 제1 홀들(HL)에 비중첩하고, 제2 홀들(HL1)에 중첩하는 위치에 정의될 수 있다.
제1 홀들(HL)은 1번 생산 모델의 가공 기판(GLS)의 에칭 공정에서 에칭 영역(EA)에 중첩할 수 있다. 그러나, 제1 홀들(HL)은 2번 생산 모델의 가공 기판의 에칭 공정에서 에칭 영역에 비중첩하고 주변 영역에 중첩할 수 있다. 이와 마찬가지로, 제2 홀들(HL1)은 1번 생산 모델의 가공 기판(GLS)의 에칭 공정에서 에칭 영역(EA)에 비중첩할 수 있고, 2번 생산 모델의 가공 기판의 에칭 공정에서 에칭 영역에 중첩할 수 있다. 따라서, 하나의 정전척(ESC)에 포함된 복수 개의 홀들(HL, HL1)은 가공 기판(GLS)의 생산 모델에 따라 가공 기판(GLS)의 에칭 영역들(EA)에 중첩하는지 여부가 달라질 수 있다.
하나의 정전척(ESC)은 생상 모델이 상이한 가공 기판들의 에칭 공정에 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 정전척(ESC)은 제1 홀들(HL)에 중첩하는 에칭 영역(EA)을 포함하는 1번 생산 모델의 가공 기판(GLS)에 사용되고, 제2 홀들(HL1)에 중첩하는 에칭 영역을 포함하는 2번 생산 모델의 가공 기판에 사용될 수 있다. 이를 통해, 생산 모델에 따라 정전척들을 생산하고 교체하는 작업을 생략할 수 있고, 다양한 생산 모델의 표시 장치를 효율적으로 대량 생산할 수 있다.
한편, 1번 및 2번 생산 모델을 예시적으로 설명하였지만, 하나의 정전척(ESC)을 통해 생산될 수 있는 생산 모델의 종류는 정전척(ESC)에 포함된 홀들에 따라 보다 다양할 수 있다.
복수 개의 홀들(HL, HL1) 중 적어도 두 홀들의 평면적들은 서로 상이할 수 있다. 홀(HL, HL1)의 평면적은 중첩하는 에칭 영역에 따라 달라질 수 있다. 도 8b에 도시된 것처럼, 제1 홀들(HL)의 평면적과 제2 홀들(HL1)의 평면적은 서로 상이할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 제1 홀들(HL)의 평면적과 제2 홀들(HL1)의 평면적은 서로 동일할 수 있다.
도 8c를 참조하면, 정전척(ESC)의 복수 개의 홀들(HL2)에 포함된 하나의 홀(HL2)은 복수 개의 에칭 영역들(EA)에 중첩할 수 있다. 하나의 홀(HL2)은 일 방향을 따라 배열된 복수 개의 에칭 영역들(EA)에 중첩할 수 있다. 도 8c에 도시된 것처럼, 복수 개의 홀들(HL2) 각각은 제2 방향(DR2)을 따라 배열된 4개의 에칭 영역들(EA)에 중첩할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것이고 하나의 홀(HL2)에 중첩하는 에칭 영역들(EA)의 수는 도시된 것에 한정되지 않는다.
홀(HL2)의 형상은 평면상에서 슬롯(slot) 형상일 수 있다. 슬롯 형상은 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 단변들 및 제2 방향(DR2)을 따라 연장된 장변들을 갖는 형상일 수 있다. 홀들(HL2)은 각각 제2 방향(DR2)을 따라 연장된 슬롯 형상을 가질 수 있고, 제2 방향(DR2)을 따라 배열된 복수 개의 에칭 영역들(EA)에 중첩할 수 있다.
홀들(HL2)이 슬롯 형상을 가짐에 따라, 원형의 형상을 갖는 홀들 대비 홀들(HL2)에 중첩하는 에칭 영역(EA)의 위치의 제약이 감소된다. 따라서, 하나의 정전척(ESC)을 통해 생산될 수 있는 생산 모델의 종류가 상대적으로 다양해질 수 있다.
한편, 도 8a 내지 도 8c에 도시된 홀들(HL, HL1, HL2)의 개수, 형상 및 평면적은 예시적인 것이며 가공할 가공 기판(GLS)의 에칭 영역(EA)에 따라 달라질 수 있고 어느 하나의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 단면도이다. 도 9에 도시된 정전척(ESC) 및 스테이지(STG)에 대한 설명은 상술한 설명이 동일하게 적용될 수 있고 차이점을 위주로 후술한다.
정전척(ESC)은 제1 단자부(T1)를 포함할 수 있다. 제1 단자부(T1)는 복수로 구비될 수 있고, 제1 단자부들(T1)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 단자부들(T1)은 스테이지(STG)의 상에 접촉하는 제1 영역(A1) 내에 배치될 수 있다.
제1 단자부(T1)는 전도성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 정전척(ESC)은 제1 단자부(T1)를 통해 전압이 인가되어 정전기력이 유도될 수 있다.
스테이지(STG)는 제2 단자부(T2)를 포함할 수 있다. 제2 단자부(T2)는 복수로 구비될 수 있고, 제2 단자부들(T2)은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
제2 단자부(T2)는 평면상에서 제1 단자부(T1)에 중첩할 수 있다. 제2 단자부(T2)는 제1 단자부(T1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 단자부(T2)는 제1 단자부(T1)에 접촉할 수 있다.
레이저 가공 장치는 전원 제공 유닛(PWU)을 포함할 수 있다. 전원 제공 유닛(PWU)은 스테이지(STG)의 제2 단자부(T2)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전원 제공 유닛(PWU)은 제2 단자부(T2)에 연결되는 배선들을 포함할 수 있고, 배선들을 통해 제2 단자부(T2)에 직접 연결될 수 있다.
전원 제공 유닛(PWU)에 의해 제2 단자부(T2)에 전압이 인가될 수 있다. 제2 단자부(T2)에 인가된 전압은 제1 단자부(T1)에 전달될 수 있다. 따라서, 제1 단자부(T1)는 전원 제공 유닛(PWU)의 배선들에 직접 연결되지 않고 전원 제공 유닛(PWU)이 제공한 전압을 인가 받을 수 있다.
정전척(ESC)은 에칭 가공할 가공 기판(GLS)의 생산 모델에 따라 교체가 필요할 수 있다. 정전척(ESC)에 전원 제공 유닛(PWU)이 직접 연결된 경우, 정전척(ESC)의 교체를 위해서 정전척(ESC)에 연결된 배선들을 정전척(ESC)으로부터 분리하는 작업이 필요하다. 그러나 스테이지(STG)의 제2 단자부(T2)를 통해 전원 제공 유닛(PWU)이 제공한 전압을 인가받는 제1 단자부(T1)를 포함하는 정전척(ESC)은 교체를 위해 배선들을 분리하는 작업을 생략할 수 있다. 이로 인해 정전척(ESC)의 교체 시간이 단축될 수 있다.
전원 제공 유닛(PWU)은 복수의 전원부들(PW1, PW2) 및 전원 스위칭부(SW)를 포함할 수 있다. 복수의 전원부들(PW1, PW2)은 각각이 전원 스위칭부(SW)에 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 전원부들(PW1, PW2) 중 하나는 전원 스위칭부(SW)에 전원을 제공할 수 있다.
전원 스위칭부(SW)는 복수의 전원부들(PW1, PW2) 중 제2 단자부(T2)에 전원을 제공하는 전원부를 선택할 수 있다. 예를 들어, 복수의 전원부들(PW1, PW2)은 제1 전원부(PW1) 및 제2 전원부(PW2)를 포함할 수 있고, 전원 스위칭부(SW)는 제1 및 제2 전원부들(PW1, PW2) 중 제2 단자부(T2)에 전원을 제공할 전원부를 선택할 수 있다.
공정 과정에서 복수의 전원부들(PW1, PW2) 중 전원을 제공하는 하나의 전원부가 고장나는 경우, 전원 스위칭부(SW)는 복수의 전원부들(PW1, PW2) 중 정상으로 가동 가능한 다른 전원부를 선택하여 지연없이 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 복수의 전원부들(PW1, PW2) 중 제1 전원부(PW1)는 전원 스위칭부(SW)를 거쳐 제2 단자부(T2) 및 제1 단자부(T1)에 전원을 제공할 수 있다. 그러나, 공정 과정 중 제1 전원부(PW1)가 고장이 나는 경우, 제2 단자부(T2) 및 제1 단자부(T1)에 전원이 제공되지 못할 수 있다. 이 때 여분의 제2 전원부(PW2)가 전원을 제공할 수 있고, 전원 스위칭부(SW)는 제2 전원부(PW2)가 제공하는 전원을 제2 단자부(T2) 및 제1 단자부(T1)에 전달하여 공정의 중단 없이 연속적으로 진행될 수 있도록 한다. 이로 인해, 전원부 고장에 의한 생산 중단으로부터 발생하는 손실을 최소화할 수 있다.
한편, 전원 제공 유닛(PWU)의 실시예는 이에 한정되지 않고, 제2 단자부(T2)에 전기적으로 연결된 하나의 전원부를 포함하는 것일 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 단면도들이다. 도 10a는 일 실시예의 정전척(ESC)을 스테이지(STG) 상에 안착시키기 전의 단면도이며, 도 10b는 도 10a에 도시된 정전척(ESC)을 스테이지(STG) 상에 안착시킨 후의 단면도이다. 도 10a에 도시된 구성들은 상술한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
정전척(ESC)은 탄성부(SP)를 포함할 수 있다. 탄성부(SP)는 제1 단자부(T1)에 연결될 수 있다. 탄성부(SP)는 정전척(ESC)의 본체 및 제1 단자부(T1)의 일면 상에 결합되어, 제1 단자부(T1)를 정전척(ESC)의 본체에 연결시킬 수 있다. 탄성부(SP)는 복수로 구비되어 복수의 제1 단자부들(T1) 각각에 연결될 수 있다.
탄성부(SP)는 소정의 탄성력을 갖는 구성일 수 있다. 예를 들어, 탄성부(SP)는 스프링(spring)으로 제공될 수 있다.
도 10b를 참조하면, 정전척(ESC)이 스테이지(STG) 상에 안착될 때, 탄성부(SP)는 제3 방향(DR3)을 따라 압축될 수 있다. 탄성부(SP)는 제3 방향(DR3) 에 대향되는 방향으로 작용하는 정전척(ESC)의 하중에 의해 제3 방향(DR3)을 따라 압축력을 받아 압축될 수 있다.
탄성부(SP)에 연결된 제1 단자부(T1)는 제2 단자부(T2) 상에 평탄도를 유지하면서 안착될 수 있다. 이에 따라, 정전척(ESC)은 기울어짐 없이 스테이지(STG) 상에 안착될 수 있다. 정전척(ESC)의 교체 시, 교체되는 정전척(ESC) 또한 평탄도를 유지하며 스테이지(STG) 상에 안착될 수 있고, 레이저 가공 장치(LPA)의 신뢰성은 유지될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 단면도들이다. 도 11a는 일 실시예의 정전척(ESC)을 스테이지(STG) 상에 안착시키기 전의 단면도이며, 도 11b는 도 10a에 도시된 정전척(ESC)을 스테이지(STG) 상에 안착시킨 후의 단면도이다. 도 11a에 도시된 레이저 가공 장치는 도 10a에 도시된 레이저 가공 장치와 실질적으로 동일한 구성들을 포함하며, 일부 구성에 차이가 있고, 차이점을 중심으로 후술하도록 한다.
정전척(ESC)은 결합부(PM)를 포함할 수 있다. 결합부(PM)는 스테이지(STG)의 상면 상에 접촉하는 제1 영역(A1) 내에 배치될 수 있다. 결합부(PM)는 제1 영역(A1)의 정전척(ESC)의 배면으로부터 스테이지(STG)를 향해 돌출되는 부분일 수 있다.
스테이지(STG)는 함몰부(RM)를 포함할 수 있다. 함몰부(RM)는 제1 영역(A1)에 중첩하는 스테이지(STG)의 상면으로부터 함몰되는 부분일 수 있다. 함몰부(RM)는 평면상에서 결합부(PM)에 중첩할 수 있다. 함몰부(RM)의 형상은 결합부(PM)의 형상에 대응할 수 있다.
도 11b를 참조하면, 정전척(ESC)이 스테이지(STG) 상에 안착될 때, 결합부(PM)는 결합부(PM)의 형상에 대응하여 함몰된 함몰부(RM)에 삽입되면서 안착될 수 있다. 결합부(PM)는 함몰부(RM)의 내면에 접촉하면서 함몰부(RM)에 결합될 수 있다.
결합부(PM)가 함몰부(RM)에 삽입되면서 안착됨에 따라, 정전척(ESC)은 안착되어야 할 정확한 위치에 기울어짐 없이 평탄도를 유지하면서 안착될 수 있다. 정전척(ESC)의 교체 시, 교체되는 정전척(ESC) 또한 평탄도를 유지하며 스테이지(STG) 상의 정확한 위치에 안착될 수 있고, 레이저 가공 장치(LPA)의 신뢰성이 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치는 신뢰성이 유지되며 표시 장치의 대량 생산에 적합한 레이저 가공 장치를 제공할 수 있다. 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치에 포함되는 정전척은 홀 영역이 상이한 표시 장치들을 생산하기 위한 공통의 정전척으로 사용될 수 있고, 생산 모델에 따라 상이한 정전척들을 생산하는 과정 및 정전척을 교체하는 과정이 생략될 수 있다. 이에 따라 레이저 가공 장치를 이용한 표시 장치의 생산 공정 시간을 단축시켜 다양한 생산 모델의 표시 장치를 효율적으로 생산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치는 정전척 교체 시, 정전척 교체의 시간을 단축시킬 수 있고, 교체되는 정전척의 평탄도의 저하 없이 정전척을 교체시킬 수 있다. 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치는 전원 고장에 의한 공정 지연을 최소화하여 공정 중단으로 인한 손실을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
GLS: 가공 기판 EA: 에칭 영역
NEA: 주변 영역 STG: 스테이지
LAR: 레이저 조사부 LA: 레이저
ESC: 정전척 HL: 홀
A1: 제1 영역 A2: 제2 영역
T1: 제1 단자부 T2: 제2 단자부
SP: 탄성부 PM: 결합부
RM: 함몰부 PWU: 전원 제공 유닛
PW1: 제1 전원부 PW2: 제2 전원부
SW: 전원 스위칭부 CHM: 진공 챔버
CHW: 챔버 윈도우

Claims (20)

  1. 가공 기판을 이송하며, 개구부를 포함하는 스테이지;
    상기 스테이지 상에 배치되고 복수 개의 홀들을 포함하는 정전척; 및
    상기 스테이지 상에 이격되어 배치되고 상기 가공 기판에 레이저를 조사하는 레이저 조사부를 포함하고,
    상기 정전척의 배면은 상기 가공 기판에 접촉하고,
    상기 가공 기판은 상기 레이저에 의해 에칭되는 에칭 영역들 및 에칭 영역들을 둘러싸는 주변 영역으로 구분되고,
    상기 복수 개의 홀들은 상기 개구부 및 상기 에칭 영역들에 중첩하는 레이저 가공 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홀들의 평면적들은 중첩하는 상기 에칭 영역들의 평면적 보다 큰 레이저 가공 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홀들의 평면적들은 서로 동일한 레이저 가공 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홀들 중 적어도 두 홀들의 평면적들은 서로 상이한 레이저 가공 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홀들은 상기 에칭 영역들 각각에 대응하여 중첩하는 레이저 가공 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홀들 중 일부 홀들은 상기 에칭 영역들 각각에 대응하여 중첩하는 레이저 가공 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홀들 중 하나의 홀은 상기 에칭 영역들 중 복수 개의 에칭 영역들에 대응하여 중첩하는 레이저 가공 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홀들의 형상은 각각 평면상에서 원형인 레이저 가공 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홀들의 형상은 각각 평면상에서 일 방향으로 연장된 슬롯(slot) 형상이고,
    상기 복수 개의 홀들 각각은 상기 에칭 영역들 중 상기 일 방향을 따라 배열된 복수 개의 에칭 영역들에 중첩하는 레이저 가공 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 정전척은,
    상기 스테이지와 접촉하는 제1 영역 및 상기 가공 기판에 접촉하는 제2 영역으로 구분되며,
    상기 제1 영역 상에 배치된 제1 단자부를 더 포함하고,
    상기 스테이지는 상기 제1 단자부에 중첩하는 제2 단자부를 더 포함하는 레이저 가공 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 정전척은,
    상기 제1 영역 내에 배치되고, 상기 제1 단자부에 연결된 탄성부를 더 포함하는 레이저 가공 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 정전척은 상기 제1 영역 내에 배치되고, 상기 정전척의 배면으로부터 돌출된 결합부를 더 포함하고,
    상기 스테이지는 상기 결합부의 형상에 대응하여 상기 스테이지의 상면으로부터 함몰된 함몰부를 더 포함하고,
    상기 결합부는 상기 함몰부에 결합하는 레이저 가공 장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    전원 제공 유닛을 더 포함하고,
    상기 전원 제공 유닛은 상기 제2 단자부에 전기적으로 연결된 레이저 가공 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 전원 제공 유닛은,
    전원을 제공하는 복수 개의 전원부들; 및
    상기 복수 개의 전원부들 각각에 전기적으로 연결된 전원 스위칭부를 포함하고,
    상기 전원 스위칭부는 상기 복수 개의 전원부들 중 어느 하나로부터 인가된 전원을 상기 제2 단자부에 제공하는 레이저 가공 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    진공 챔버를 더 포함하고,
    상기 스테이지 및 상기 정전척은 상기 진공 챔버의 내부에 배치되고,
    상기 레이저 조사부는 상기 진공 챔버의 외부에 배치되는 레이저 가공 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 진공 챔버는,
    천장면, 바닥면 및 상기 천장면과 상기 바닥면을 연결하는 복수 개의 측면들을 포함하는 본체; 및
    상기 천장면 내에 배치된 챔버 윈도우를 포함하고,
    상기 챔버 윈도우는 평면상에서 상기 레이저 조사부에 중첩하고 상기 레이저에 대해 투과성을 갖는 레이저 가공 장치.
  17. 가공 기판을 이송하는 스테이지;
    상기 스테이지 상에 접촉하는 제1 영역 및 상기 가공 기판에 접촉하는 제2 영역으로 구분되는 정전척;
    상기 스테이지 상에 이격되어 배치되고 상기 가공 기판에 레이저를 조사하는 레이저 조사부; 및
    전원 제공 유닛을 포함하고,
    상기 정전척은,
    상기 제1 영역 내에 배치된 제1 단자부; 및
    상기 제2 영역 내에 배치된 복수 개의 홀들을 포함하고,
    상기 스테이지는,
    상기 제2 영역에 중첩하는 개구부; 및
    상기 제1 단자부와 중첩하는 제2 단자부를 포함하며,
    상기 전원 제공 유닛은 상기 제2 단자부에 전기적으로 연결된 레이저 가공 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 정전척은 상기 제1 단자부에 연결된 스프링을 더 포함하는 레이저 가공 장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 가공 기판은 상기 레이저에 의해 에칭되는 에칭 영역들 및 상기 에칭 영역들을 둘러싸는 주변 영역으로 구분되고,
    상기 복수 개의 홀들은 상기 에칭 영역들에 중첩하고,
    상기 복수 개의 홀들의 평면적들은 중첩하는 상기 에칭 영역들의 평면적 보다 큰 레이저 가공 장치.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홀들의 형상은 평면상에서 원형 또는 슬롯 형상인 레이저 가공 장치.
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