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相干公司:激光加工在高端显示屏制造的应用

作者:来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2017-10-17 我要评论

  Kai Schmidt:女士们、先生们,上午好!首先代表相干公司感谢组委会以及王董事长主办这样的高水平会议,我今天演讲的主题将会在先进的显示技术当中的激光应用。

  首先介绍一下我们公司,相干公司是全世界最大的激光解决的公司,它一是家美国的上市公司,1966年成立。现在我们已经过了五十华诞,所以也是一家历史悠久的公司。现在我们在全球有超过5000名员工来提供基于激光的解决方案。而且最近我们和另外一家大的激光公司为客户开发更好的产品。

  相干公司可以提供任何的激光产品(理论上来讲)。在显示产业当中你们用到任何的激光,最多达到像金刚石等等系列非常微小纳米级的要求。与此同时,我们也向市场提供交钥匙的机床解决方案,我们也提供激光技术的零部件。比如说最终的电力或者是能源方面的传感器,还有激光模具等等所有不同的解决方案。在光电光学方面需要的激光技术都可以在我们公司找到。

  我们为不同的市场服务,先从最小的科学市场开始。所有这些是我们相干公司缘起的市场,我们在过去很多年当中不断的向市场供应工业解决方案和生产设备、机床等等。还有材料处理、OEM零部件以及仪器之类等等。有很多视觉校正的工具,以及材料处理方面,比如说切割或者是焊接,以及激光印刻等等。

  现在对我们来讲最大的市场就是微电子市场,还包括半导体市场。刚才我们听到了迈康尼的介绍,微电子和半导体市场是我们激光应用最大的市场。

  接下来我们看看显示技术相关的激光技术,尤其是智能手机在过去很多年的发展。我们会看到清晰度,就是像素密度在不断的提升,从最早智能手机那一代,苹果5、苹果6不断的演进,一开始是250PPI,今天我们讲550PPI,看起来对于显示来讲是在不断的提升,我们预期这种趋势会继续下去,虚拟现实也在层出不穷有新的应用,甚至会达到1000PPI。过去是刚性显示,现在有很多柔性显示设备。很多人都讲到了这是当前的趋势,也许两年之后就没有报纸了,我们的显示器是可折叠和卷曲的,可以当作报纸来看。

  还有一个应用就是汽车领域,我们发现显示设备在不断的用于车载。为了促成显示技术也需要一定的激光处理方式,所以我接下来要跟大家讲一下这些激光处理方式。

  首先,需要采取激光,还需要激光玻璃,还需要切割薄膜等等。还要有玻璃的制造和切割都需要用到激光,我们看一下所有的一切都转向软屏、柔性,智能手机、智能手表都有这样的要求,我相信大家对这些趋势都是耳熟能详的。

  接下来我们看一下激光的解决方案对于显示制造来讲,我们看从最大的应用开始讲起,激光ELA用于低温多晶硅,在这方面我们提供了非常高聚合的多晶硅,这样来支持柔性显示屏,在这方面的应用非常多。

  然后是激光玻璃和激光切割,激光直接图案雕刻等等,还有很多的激光应用,实际上已经超过了今天我所讲的范围。

  我首先深入跟大家讲一下激光退火,在市场当中我们把它称作ELA,它是来自这样一个事实,我们是有光线的,来自激光发出光束。在这种情况下我们用激光,主要是针对硅进行操作,将其降温,使之晶体化,这样实现一个多晶硅的结构,这个多晶硅结构会有20倍的晶体。在这种情况下它可以实现非常高的智能手机高分辨率要求,不仅仅是高分辨率,同时它能够降低能耗,而且TFT稳定性得到提升。

  另外,它使得我们有更多的设计,看一下它的工作原则,大家可以看到有两个方面,也就是说在两边是提供激光,中间是输送系统,基本上是1米长,0.4毫米宽,这样的激光数束在大的系统当中,大家可以看到这是基板,然后对于这样一个基板来进行处理,所以我们能够提供的激光最多达到3.6千瓦能量,然后它是非常高质量的光束,能够达到八代玻璃的要求。另外是非常先进的光束检测和控制技术。

  接下来我们稍微看一下产品的演进路线,所有这一切从哪里开始,1996年我们出厂了第一个300W,我们提供给索尼,按照客户对显示器的要求,我们不断的开发提高数量,比如说380、750、1000、1300等等,从一开始的300W功率到600W,到1200W,最近是3600W,这样的话对于我们所已知全部的玻璃类型进行扫描,所以现在已经达到了一次扫描可以涵盖六层玻璃。我们用这种方式必须要控制好激光数,在我们的激光给送的系统当中进行良好的控制。

  最近我们开发了一个工具,使得我们并不仅仅控制激光束,也可以控制最终低温多晶硅的结果。所以我们把它称作一个显示器,也就是聚合的晶体化的显示。在这个过程当中,我们可以对最终的质量来进行检测,今天大家可以看到大部分的显示屏制造商使用的是视觉的检查方式,有人用肉眼看一下这个东西和质量是否符合标准,我们开发这个工具使得我们采取一种非常自动化的定量的方式来替代这种主观的肉眼观察。

  我们来看一下系统究竟是什么样子的,我展示了一些图片。在左上角可以看到是我们光学器件非常大。右下角可以看到一些小的基板,中间是我们的镜头范围,我们用于生产光学器件,确保激光的处理是正确的。但是接下来如果我们来讲一下LTPS低温多晶硅的话,相干公司是唯一的提供商,我们这方面已经有二十多年的经验,我们是从1996年开始,基本上所有的LTPS制造商都使用我们的系统,上面大家可以看到这些熟悉的名字。

  接下来我给大家转向另外一个应用,我有一个小的视频,这是激光玻璃,我们把这个产品叫做UVblade,大家可以看到柔性显示屏,它是在刚性的玻璃板上进行生产的。大家可以看到上面是柔软的材料,这是每一层进行叠加之后,最后需要把硬隔层进行分离,在激光处理当中我们需要去除背板,也就是把硬的玻璃从柔性材料当中剥离开来,这个激光就进行切割玻璃。它能够在非常短的波长内实现剥离,它的深度是非常浅的,而且它能够把基板从临时的附着物上面剥离开来,大家可以看到它的剥离过程。我们可以跳过视频,大家在外面的展台可以看到很多柔性材料。

  这就是为什么说UVblade是一个非常好的选择,因为它有非常短的波长,我们说紫外线和红外线是非常低的深度,我们的激光可以创造最优的能量密度,在这种情况下没有过度的能量喷射,所以不会对材料基板造成任何的负面影响和伤害,我们有非常好的稳定性,我们有非常好的度量系统和经验。这就是我们的重点,所以我们能够达到150毫米以下精度,通过我们的技术没有精度方面的任何担忧。

  大家可以看到在制造当中,目前我们在整个行业当中市场份额最大,而且是现场安装的比例最高一家厂商。

  给大家看几个图片,智能手机柔性屏的采用,最近是77英寸透明屏,可卷曲。你随便告诉我需要多少长度,我们都可以实现从250到1000的线长都可以,我们提供相对应的激光能量和瓦数功率,我们能够给你量身定制找到解决方案。

  接下来是它的切割工艺,对于显示来讲激光切割工艺有很多不同的激光。它可以应用在切割玻璃基板或者是二氧化碳激光等等,还有一氧化碳激光。DPSS激光,可以对于智能设备进行操作,各自都有一定的优缺点二氧化碳激光只能做直线切割,但是一氧化碳切割能够进行很好的弯度。超高速的IR以及二氧化碳切割可以做更好的智能化有非常好的通过量,它的边沿质量非常好,所以不用提前对边沿进行预处理等等。45度大概是0.5微米,我们很好的证实了相干如何和rofin公司进行研发。我们跟rofin进行了非常好的技术结合和研发。

  现在我们要切一个玻璃板,大家可以看一下这个过程。首先是外面的现状要被切割出来,大概是四个部分。下一步会刻凹槽,最后要把玻璃基板从这上面释放出来,几秒钟的时间就可以切割home键这个孔。最后我们把结构从玻璃基板二者分离,你可以仔细看它有非常好的切割质量。

  接下来还有另外一种切割,如果你们进行柔性生产,必须有柔性的基板。重要的是你需要切割整个堆栈,无论多少层要从顶到底一次性切割好,所以这是具有挑战性的任务。同样我们提供了很好的激光解决方案,我们在切割的过程中间,不同的基板之间没有相互的影响,对于切割的领域有非常好的边缘。所以说这是在整板切割的时候给大家看看不同的切割方式,不同的波长,之后我们可以实现不同的切割情况。

  因为不同的波长,不同的激光技术可以影响切割质量。还有就是我们要看在边缘处看变形的情况,你选择不同的波长会有不同的表现。

  最后,我们看看另外一个非常热的话题叫做Vled激光切割技术,现在我们有2500万个芯片进行展示,我们知道在激光切割的过程当中,我们既可以是大的尺寸显示屏,也可以是小的显示屏。我们可以看到这是LCD的OLED和uLED之间的情况,我们说的智能手表和其他的应用时候会有不同的应用,在小尺寸显示方面它会发挥一定的作用。

  同样它需要的是可以更好使用激光切割,使用大的尺寸的显示,我们也可以实现这个技术的迁移。现在我们使用这样一些激光在生产过程当中将它进行精准的切割和精准的分离。另外还有一个激光的过程,它可以将之前的LED板放到正确的位置进行不同的切割,这样的话有两个在生产过程当中的激光切割方式。

  我们如何将显示从晶体上剥离开来,这样我们需要有很好的分离LED激光技术来满足这样的要求,用新的激光技术可以实现剥离,特别是从大的激板之上,将小的展示分离开来。我们可以看看这个蓝宝石玻璃,通过这样的雷达,激光可以从蓝宝石层到下面不同的基层之间实现很好的切割,同时我们可以看到它的切割角度非常的精准。

  同时我们看到LED可以从激板上进行比较完整,并且是在边缘缺口比较完整的剥离。在蓝宝石玻璃之上,我们可以使用基于芯片LED玻璃,非常感谢大家聆听我的报告。大家谈到激光玻璃如果有任何的问题,我们可以进行进一步的交流。同时在应用方面,显示产业我们有非常好的合作。特别是在激光生产以及激光切割技术的发展方面,我们有非常好的发展历史和积淀,希望跟大家有更多的合作,谢谢。


来源:中国电子报、电子信息产业网            责任编辑:赵强

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