激光在柔性屏制造中的應用

來源:激光制造商情    關鍵詞:柔性屏, 激光技術,    發布時間:2019-04-15

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2019年除了5G技術,柔性可折疊屏幕也成為今年手機行業的熱門話題。近日,手機廠商三星、華為先后分別發布了Galaxy FoldHUAWEI Mate X折疊屏手機,而柔宇科技和小米先后展示了正在研發的可折疊手機真機。另一邊,OPPO與華為則顯得更加含蓄,二者表示把可折疊手機均保留在MWC 2019(世界移動大會)上發布。蘋果雖然沒有直接“參戰”,但也一直暗自在布局可折疊手機的相關技術。據CNET報道,蘋果日前再一次更新了一項關于可折疊iPhone的專利,它展示了使用折疊屏幕的各種方式……

折疊手機的出現,打破了手機和平板的界限,同時還支持5G應用,這也標志著電子信息產業的里程碑式變革到來。折疊屏手機新性能對生產加工工藝也產生了更高的要求。其中,約70%的手機加工鏈和制造環節都用到了多種不同的激光工藝。 

在柔性OLED生產過程中,激光加工對各段制程起著至關重要的作用,并且激光以其靈活高效成為柔性化生產線的首選。目前,柔性屏及各種可穿戴電子已經成了消費電子行業的趨勢之一,柔性材料的多層結構,使得加工柔性材料成了高精尖的難題。隨著超快激光技術的成熟、成本的降低,使其激發在加工柔性材料中的應用潛力。 



柔性顯示面板生產中的激光剝離工藝


在柔性幕方面,LLO激光取下技術是將柔性PI基底和玻璃背板剝離的關鍵工序。在OLED全制程中,激光修復技術可以有效提高面板制造良率。以上這些,都是激光技術在OLED面板制造中的應用。

柔性顯示面板或超薄半導體晶片批量生產的常規方法為:先在涂覆聚合物的剛性玻璃載體上刻寫電路,并在最終工藝步驟中將器件從載體上剝離。其技術方案為——將紫外準分子激光器的線光束透過玻璃基板載體,照射在聚合物層上。 

由于激光的波長很短,材料對激光的吸收率很高,只有緊鄰玻璃基板的聚合物被蒸發,從而實現了基板與器件的分離。采用308nm準分子激光器進行激光剝離時,激光脈寬約為25ns,需要的能量密度約為200J/cm2。此外,由于激光波長較短,吸收率很高,剝離過程中無需制備額外的過渡層來增強激光吸收。


激光剝離工藝是更好的選擇 

實踐證明,許多常規的剛性載體分離技術并不適合用于規模化生產。例如,機械剝離技術和化學蝕刻工藝,其生產效率低,局限性大,而且生產良率也不高。甚至,后一種方法還會對環境產生危害。 

相比之下,激光剝離工藝則是更好的選擇。為了將激光吸收限制在聚合物與玻璃載體界面附近,該工藝要求使用波長盡量短的激光(波長短于350nm)。由于準分子激光器具有波長短(激光剝離工藝中常用的是308nm以及248nm)、能量和功率高的特點,因此在精密微電子器件生產中,采用準分子激光器進行激光剝離,不僅良率高,而且產量大,完全可以滿足微電子市場的批量化生產需求。

事實上,短波長準分子激光器系統配合高質量的線光束光學器件,對于批量化生產而言是至關重要的:激光剝離技術通常用于高價值元器件的制備;激光剝離工藝位于一系列高成本工藝步驟之后;激光剝離工藝是許多高價值元器件和相應的零部件制備的核心技術;在柔性屏的制備中,激光剝離工藝1% 的不良率,就會造成每年高達數百萬美元的利潤損失。 

柔性屏激光切割工藝技術 

折疊屏手機從原來一塊玻璃屏幕變成了兩塊玻璃屏幕,玻璃的用量翻了一倍。采用傳統的機加方式切割玻璃容易發生崩邊、裂紋等問題。相較之下,激光切割工藝采用非接觸式加工方式,適用于薄玻璃及超薄玻璃加工,具備可實現異形切割,具有切割邊緣崩邊小、精度高等優點,且大幅提高了工件良率及加工效率。 

隨著OLED柔性顯示技術大勢已定,越來越多的激光企業開始布局新戰略:

據了解,相干公司推出了新一代具有高脈沖重復頻率的超短脈沖激光器HyperRapid NX,可在最高1,600 kHz的重復頻率下提供30W的紫外光平均功率,從而成為OLED切割應用的標桿。

大族顯示與半導體自主研發的國內首臺柔性OLED激光切割設備在6月正式投產,這款設備集分切、倒角、檢測于一體,主要應用于OLED高分子聚合材料的激光切割,推動了柔性顯示技術的快速發展。


華工激光研發了一款OLED面板玻璃異形全自動切割機配有皮秒激光器,專為OLED面板的快速切割而開發,并集成自動化光學檢測/超聲波裂片等工藝,適用于批量化生產。


結語:隨著手機行業發展需求不斷變化,激光加技術為適應變化也在面臨著更新升級。由于柔性屏生產工藝中大量使用固體激光器(DPSS),未來幾年國內新建柔性屏生產線的投入將達 3000 億元,這將產生大量新增固體激光器需求,同時也激發著激光在柔性屏制造中的應用潛力。

文稿/ cici

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