OLED显示器生产取得重大突破

高意 PYTHON 突破性的固态激光器 可显著降低关键制造工艺的成本。

2023年4月27日 作者: 高意

微电子学显示 准分子 退火

激光器 平板显示器生产中的关键使能技术。它们能够产生高能紫外线(UV)脉冲,脉冲能量 极小,且光束强度分布非常均匀。 

这些独特的特性使得基于我们 VYPER准分子 激光器。对玻璃基板上的硅层进行退火,对于生产智能手机和平板电脑 显示。ELA是OLED平板显示器生产中的核心工艺,也是业界公认的行业标准。 

激光器 独特的紫外脉冲特性激光器 设备运行时间和拥有成本方面的现实问题。准分子 的使用寿命有限;在满负荷运行的平板显示器生产线上,必须定期更换这些准分子 。此外,由于紫外线导致的劣化,某些光学窗口也需要定期更换。

在显示器生产线中,停机时间代价高昂,而维护周期还会增加耗材更换的成本。

但此前一直没有哪种低成本激光技术 产生ELA所需的高能紫外脉冲。直到现在。 

 

PYTHON ”的构思

高意 正式启动了为ELA开发二极管泵浦固态(DPSS)激光器的项目,这是推动技术进步的持续创新 的一部分。 “我们的目标是开发一款拥有更低全生命周期成本的激光器,其输出特性与我们的准分子 基本一致——该激光器目前是全球所有量产ELA设备的光源高意 激光业务部首席技术官诺曼·霍奇森博士指出。“这将使我们能够将其集成到现有的LineBeam系统中,让客户在几乎无需调整工艺的情况下即可使用该退火系统。”

高意 设计和制造高可靠性激光器 高意 积累了丰富的经验和专业知识。问题在于,此前所做的工作几乎没有任何一项适用于制造一款能满足ELA极端要求的激光器。我们不得不从头开始,开创全新的技术。”

Ultraviolet DPSS lasers are usually designed to have good beam quality (M²<1.3) and pulse energies of less than one millijoule. This allows them to be focused down to a very small spot size and makes them an ideal source for micromachining. Sometimes, when much higher power is required, the laser might be operated multimode, with M² as high as 25 and pulse energies of up to 40 millijoules.

但我们这款用于VYPER DPSSVYPER 的产品——名为 PYTHON ——的设计目标却截然不同。我们需要更高的M²值和1焦耳脉冲能量 ,才能复现VYPER的光束特性。

 

设计创新

研制一款固态激光器 ELA 所需独特输出特性的固态激光器 ,其挑战主要集中在三个不同领域。

第一项晶体 激光晶体的原始红外输出转换为紫外线的非晶体 。晶体 物理尺寸晶体 所能承受的激光功率,与此前任何同类晶体相比都处于截然不同的量级。即使是对这一规模的转换过程进行数学建模,也需要开发新的方法。

制造这些大型晶体——尤其是要达到能够承受高激光功率所需的质量水平——也是一项巨大的挑战。高意 晶体 自有的晶体 先进晶体 晶体 高意 和加工。随着我们进入量产阶段,拥有这一内部能力对于开发出晶体 质量要求的晶体 并保持稳定的供应至关重要。

为所有光学元件 开发涂层光学元件 又一个跨越式突破。这些涂层必须能够承受极高的激光通量,且不会受损。 

尽管高激光损伤阈值 已问世数十年,但该应用却提出了独特的一系列要求。具体而言,这涉及光斑尺寸、脉冲能量以及连续照射条件(因为这些系统几乎全天候运行)的综合考量。 

“我们不得不开发全新的涂层设计,然后根据寿命周期测试结果以及对涂层和组件本身的分析,进行多次设计迭代。这是因为我们的工作环境远超出常规性能范围,以至于以往所知的一切都无法满足要求,”霍奇森指出。 

最后一个主要创新 是用于激光Q开关的技术。该技术是在激光谐振器 放置一个调制器激光谐振器 产生脉宽在数十纳秒范围内的脉冲。这是一种非常常见的技术,被广泛应用于高意 高意 激光器高意

但同样PYTHON 的激光功率和光斑尺寸PYTHON 传统方法PYTHON 毫无用处。因此高意 为PYTHON开发了一项全新的专有脉冲技术。 

 

一支多国团队正在组建中

这一切创新 迅速创新 ,全赖一支多学科工程团队。该团队汇聚了在DPSS激光器设计、泵浦二极管架构、频率转换技术、晶体生长及镀膜工艺等领域的技术专家。 

得益于他们的努力,该激光器的首个面包板在项目启动仅六个月后便投入运行。大约一年后,两套输出功率达到预期600 W的激光器原型机研制完成。随后激光器 集成到LineBeam设备中,用于进行退火测试。当测试取得成功后,我们便开始设计和测试最终产品。这一系列工作又耗时约一年半便全部完成。 

PYTHON 的设计是我职业生涯中最具挑战性的项目PYTHON 因为几乎每一个激光组件PYTHON 必须为其专门定制开发,”霍奇森表示。“而且我无法想象,高意没有实现垂直整合,我们怎么可能完成这项任务。我们需要在频率转换、Q开关、介电涂层和晶体生长等技术领域取得突破。 我们之所以能成功,是因为拥有顶尖的工程专家来开发这些技术,并能在内部制造所有相关产品。这使我们能够达到所需的性能、质量和控制水平。”

PYTHON 推出一款替代 ELA 的解决方案,其拥有成本降低了 50%,甚至还能提升退火效果。了解更多关于 PYTHON

 

python

一台PYTHON 正在德国高意 安装到LineBeam系统中,用于进行退火测试。