박막 전자 장치를 제조하는 인­라인 공정 document_id A220623051426

매우 다양한 용도의 평판 디스플레이에 대한 시장은 증가 추세이다. 소형의 평판 디스플레이는 예를 들어 휴대폰 및 디지털 카메라에 사용된다. 보다 큰 패널은 휴대용 컴퓨터의 스크린으로서 사용된다. 또한 예를 들어 대각선 치수가 13 또는 17 인치인 더 큰 패널은 데스크탑 퍼스널 컴퓨터의 모니터로서 매우 대중적이 되었다. 여전히 더 큰 패널은 텔레비젼 수상기에서의 사용이 증가되고 있다. 본질적으로, 평판 디스플레이는 기판상에 픽셀의 정렬을 포함한다. 픽셀은 액정, 또는 유기 발광 다이오드, 또는 OLED를 포함할 수 있다. 두 경우 모두에서, 사진은 그리드(grid) 내에서 픽셀을 선택적으로 활성화시킴에 의해 형성된다. 사진의 품질 및 해상도는 대부분 픽셀을 구동시키는 시스템의 정교함 정도에 의해 결정된다. 세그먼트 구동 방법은 동시에 별개의 픽셀 그룹에 전압을 가하도록 고안된다. 상기 방법은 계산기에서의 것들과 같은 단순한 디스플레이에 적합하나, 비교적 좋지 않은 해상도 때문에 더욱 정교한 디스플레이에는 적합하지 않다. 더 높은 해상도 디스플레이를 위해서는, 매트릭스 구동 방법의 형태가 요구된다. 두 유형의 구동 방법이 매트릭스 디스플레이에 이용된다. 정적 또는 직접 구동 방법에서, 각 픽셀은 드라이버에 개별적으로 와이어링된다. 이것은 단순한 구동 방법이긴 하나, 픽셀의 수가 증가함에 따라, 와이어링이 매우 복잡해진다. 대안적인 방법은 멀티플렉스 방법이며, 여기서 픽셀은 매트릭스 포맷에 배열되고 와이어링된다. 수동 매트릭스 및 능동 매트릭스의 두 유형의 매트릭스 포맷이 존재한다. 수동 매트릭스 디스플레이에서, 스위칭 장치는 존재하지 않으며, 각각의 픽셀은 1 이상의 프레임 시간 동안 활성화된다. 픽셀에 가해지는 효과적인 전압은 몇 번의 프레임 시간에 걸친 평균 시그날 펄스여야 하며, 이것은 느린 반응 시간 및 최대 명도비의 감소를 초래한다. 또한 수동 매트릭스 디스플레이의 어드레싱은 선택되지 않은 픽셀이 2차 시그널 전압 경로를 통해 구동되기 때문에 흐려진 이미지를 생성하는 혼선을 초래한다. 능동 매트릭스 디스플레이에서, 스위칭 장치 및 조합된 저장 커패시터는 전극의 각 교차점에서 통합될 수 있어서, 각 픽셀은 하나 이상의 스위칭 장치를 지닌다. 능동 매트릭스 디스플레이는 스캔 라인의 수에 있어서 본래 제한이 없으며, 혼선 문제가 더 적다. 가장 능동적인 매트릭스 디스플레이는 박막 트랜지스터 또는 TFT로 공지된 증착된 박막으로 제조된 트랜지스터인 스위칭 장치를 이용한다. 모든 TFT의 필수 부분은 반도체 재료의 얇은 층이다. 적합한 반도체 재료는 도핑된 규소이다. 도핑된 규소를 사용하는 경우, 이것은 일반적으로 무정형 규소 (a-Si)의 형태이다. 무정형 규소 TFT는 비교적 낮은 온도 (300 내지 400℃)에서 큰 면적 구성(large area fabrication)으로 제조될 수 있다. 다결정질 규소 (p-Si) 또는 미세결정질 규소 (mc-Si)는 이것이 무정형 규소 보다 10 또는 100배 큰 전자 이동성을 지닌다는 점에서 무정형 규소 보다 우수하다. 그러나, 다결정질 및 미세결정질 규소는 제조 단가가 비싸며 특히 큰 면적 디스플레이를 제조할 때 구성이 곤란하다. TFT의 생성은 상당히 많은 수의 개별적인 공정 단계를 요구하며, 이들 각각은 오염을 피하기 위해 진공 또는 제어된 대기에서 수행될 필요가 있다. 비록 소량의 오염이라도 TFT의 기능을 심각하게 훼손하거나 심지어 파괴할 수 있다. 평판 디스플레이의 생성은 디스플레이 본래 재료 및 주위 영향으로부터 TFT 및 디스플레이 재료를 보호하는 캡슐화 층과 같은 재료를 증착시키는 추가의 단계를 필요로 한다. 현재 관례는 분리된 전용 기계에서 상기 개별적인 공정 단계를 수행하는 것이다. 이것은 평판 디스플레이를 제조하기 위해 필요한 모든 개별적인 기계가 청정실에서 어셈블링되고, 기판을 하나의 기계에서 다음으로 이동시킬 것이 요구된다. 제조 논리상, 공정 단계 사이의 다소의 기간 동안 기판이 저장될 필요가 종종 있다. 오염을 피하기 위해, 이러한 저장은 또한 청정실 환경에서 이루어질 필요가 있다. 평판 디스플레이의 제조자들은 수 개의 평판 디스플레이가 한 번에 제조될 수 있는 큰 기판 패널을 이용함에 의해 상기 제조 공정 고유의 원가 부담을 덜고자 하였다. 비록 이러한 접근법은 특정 규모의 절감을 가능하게 하였으나, 제조 공정의 단계들을 수행하고 기판 패널을 하나의 공정 단계에서 다음으로 운반하기 위해 값비싼 장비를 요구하는 부대 비용을 지니는 더 큰 기판 패널을 항상 취급할 필요가 있다.