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项目介绍:

根据CINNO Research数调查据显示,2019年全球AMOLED智能机面板出货约4.6亿片,同比增长3.6%。而三星和华为的第二代折叠屏手机的发布,也再次掀起了人们对柔性折叠屏的关注。



对折叠屏手机来说,最大的难题还是屏幕,可弯曲的屏幕现在只有柔性OLED面板,目前全球能研发并量产的厂商仅有韩国三星和中国大陆京东方等少数几家。三星发布的Galaxy Fold及Z Flip折叠手机采用的是自家三星显示的内折柔性折叠屏方案,而华为MateXs选择的是国产京东方的外折柔性折叠屏。



除了折叠手机以外,目前其它智能手机也已经逐步加大AMOLED屏幕的使用,根据CINNO Research统计数据,2019年全球智能手机屏AMOLED渗透率已经达到24.7%,预计到2022年渗透率有望超过50%。


在整个AMOLED制造工艺中,激光设备是非常重要的一环。涉及到激光的主要制程可以分为以下四类:

1. 激光退火ELA工艺:在OLED驱动母板LTPS基板的制造过程中,ELA激光退火工艺是得到高质量低温多晶硅的重要工序。


2. 激光剥离LLO工艺:在柔性屏幕方面,LLO激光剥离技术是将柔性PI基底从玻璃背板剥离的关键工序。


3. 激光切割、钻孔工艺:在全面屏制造过程中,激光切割可以提供更多样化的屏幕外观设计,比如目前流行的刘海屏、水滴屏以及钻孔屏等等,并且制程更高效,产品品质更稳定。

4. 激光修复工艺:在面板全制程中,激光修复技术可以有效提高面板制造良率。
 
Coherent相干公司引领激光技术逾50年,在显示行业LTPS激光退火领域更是耕耘25年,并伴随着行业逐步成长,占据领先地位。Coherent相干始终坚持技术服务客户理念,不断提高现有LTPS技术,突破LTPS瓶颈,并积极开拓Micro-LED等新领域。

一. 降低客户运行成本提升生产效率,Coherent相干准分子激光器持续引领ELA和LLO设备技术发展

在LTPS的激光退火ELA和柔性AMOLED的激光剥离LLO工艺中,目前主流使用的均为准分子激光技术(Excimer Laser)。相比固态激光器(DPSS),准分子激光器可以提供更高功率、更稳定的激光束, 这对提高生产效率至关重要,因此成为ELA和LLO工艺的首选技术。并且在LLO工艺中,准分子激光器可适应的制程冗余度(Process margin)更大,这样有利于对应不同规格的柔性衬底材料,减少了对现有衬底材料PI的技术开发限制。有部分厂商也在尝试开发使用固态激光器用于激光剥离LLO工艺,已有小部分量产但仍有很多技术挑战需要克服。

对于固态激光器的竞争,Coherent相干公司产品线管理总监Dr. Kai Schmidt表示,Coherent相干公司已经有充分的技术储备可以应对。在过去的25年中,客户对退火工艺的质量以及生产率要求已大大提高。事实上,在激光退火工艺中使用固态激光器的研究已经持续了很多年,并且已经有一些项目进入工厂验证阶段,但最终都失败了。Coherent相干公司同样进行过这方面的研究和尝试,但最终经过深入的研究探讨后,还是决定聚焦在准分子技术上。激光退火工艺极其复杂,涉及上百种参数,Coherent相干公司经过多年研究坚信准分子激光器搭配Line Beam系统是目前也是将来最优的技术路径。

在激光剥离部分, 公司也在积极开发技术措施以降低客户运行成本。去年Coherent相干公司的准分子系统UVblade系列开发了 “按需脉冲”(Pulse On Demand)的先进功能,让激光器仅在实际加工进程中才出光,其它时间(例如,基板载入和搬出时)则处于空闲状态。这可大大降低运营成本,并延长激光器和光学器件的维护周期。经过一年的实际验证,该技术已经达到了公司的预期效果,其运行成本比DPSS方案低20%至50%。Dr. Kai Schmidt透露,2019年所有投资LLO的中国面板企业都选择了使用准分子激光技术Excimer LLO。


除了降低成本以外,Coherent相干公司在提升生产效率方面也做出了重大的改进。

在ELA部分,公司开发了LB1500技术,使得G6玻璃可以一次扫描完成制程,相比过去扫描两次提升了一倍的效率。

在LLO部分,Coherent相干公司开发了一种新的LLO系统UVblade1000。该系统具有950mm长的线光束, 对于目前主流的柔性OLED G6H基板(1500mm x 925mm), 可以通过一次扫描完成剥离。它除了可以提供更高的生产效率外,还可以提高大板利用率。由于设计者不再需要考虑多次扫描重合区的问题,因此玻璃母板上有机会可以设计更多的面板。Coherent在其位于哥廷根的德国工厂中可以提供这种新开发的UVblade1000的测试服务。

同时, UVblade1000 搭配的VYPER激光系统配有2根独立的激光管,在正常工作时可以同时输出得到高功率激光,在设备保养时可以逐个维护,这样设备在维护期间无需完全停机,获得最高稼动率。

二. ELA大型化核心技术突破, LTPS高世代瓶颈打破在即

LTPS技术相比传统的a-Si技术具有更高的离子迁移率,因此是高阶显示屏的首选背板驱动技术。目前市面上的高PPI手机屏以及AMOLED手机屏使用的均为该技术。

而ELA则是LTPS技术中的核心工艺。ELA的核心技术为高功率的准分子激光器和光学整合系统,后者将激光源射出的初始光束整合成线光束(Line beam)。目前线光束的长度范围从750mm到最长1500mm,可以实现对G6(1500mm x 1850mm)玻璃的单次扫描,对应G8 (2200mm x 2500mm) 甚至是G10.5 (2940mm X 3370mm) 玻璃,也仅需两次扫描。

这也意味着ELA技术不再受限于G6尺寸的玻璃母板,使得G8甚至G10 LTPS产线成为可能。

三. 积极布局Micro-LED等新技术领域

Micro-LED被视为显示技术的市场扩展,部分观点认为是下一代显示技术。相比现有的AMOLED技术,高发光效率,高寿命等特性令其受到追捧。

Micro-LED的产业链完全不同于现有的显示产业链,他主要由LED芯片供应商,封装供应商,驱动背板供应商,和巨量转移方案解决商构成。目前限制Micro-LED发展的主要难点在于巨量转移技术的不成熟。

当前巨量转移技术路线分为精准抓取,自组装,激光诱导转移和转印技术等。Coherent相干公司是激光诱导转移技术的主要厂家。其原理为通过线激光对原基板快速扫描,使LED脱离原基板转移到中介载体,再通过类掩膜的方式精准将LED转移至目标基板。Coherent相干公司认为激光技术将是巨量转移理想的解决方案,可满足微米级的转移精度要求以及显示屏生产所需的处理速度。

Coherent相干公司与系统集成商合作开发并提供了LED制程中的剥离设备(Laser Lift off)和巨量转移设备(Laser Induced Forward Transfer) 。Dr. Kai Schmidt透露,这些设备都已在客户端批量装机并投入实际生产。目前在相干的应用实验室,也可以对客户的样品进行LIFT和LLO的工艺测试。
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高世代LTPS突破在即,Micro-LED装机量产 - 相干准分子激光器驭领显示行业新发展

高世代LTPS突破在即,Micro-LED装机量产 - 相干准分子激光器驭领显示行业新发展

根据CINNO Research数调查据显示,2019年全球AMOLED智能机面板出货约4.6亿片,同比增长3.6%。而三星和华为的第二代折叠屏手机的发布,也再次掀起了人们对柔性折叠屏的关注。


高世代LTPS突破在即,Micro-LED装机量产 - 相干准分子激光器驭领显示行业新发展


对折叠屏手机来说,最大的难题还是屏幕,可弯曲的屏幕现在只有柔性OLED面板,目前全球能研发并量产的厂商仅有韩国三星和中国大陆京东方等少数几家。三星发布的Galaxy Fold及Z Flip折叠手机采用的是自家三星显示的内折柔性折叠屏方案,而华为MateXs选择的是国产京东方的外折柔性折叠屏。


高世代LTPS突破在即,Micro-LED装机量产 - 相干准分子激光器驭领显示行业新发展


除了折叠手机以外,目前其它智能手机也已经逐步加大AMOLED屏幕的使用,根据CINNO Research统计数据,2019年全球智能手机屏AMOLED渗透率已经达到24.7%,预计到2022年渗透率有望超过50%。

高世代LTPS突破在即,Micro-LED装机量产 - 相干准分子激光器驭领显示行业新发展

在整个AMOLED制造工艺中,激光设备是非常重要的一环。涉及到激光的主要制程可以分为以下四类:

1. 激光退火ELA工艺:在OLED驱动母板LTPS基板的制造过程中,ELA激光退火工艺是得到高质量低温多晶硅的重要工序。

高世代LTPS突破在即,Micro-LED装机量产 - 相干准分子激光器驭领显示行业新发展

2. 激光剥离LLO工艺:在柔性屏幕方面,LLO激光剥离技术是将柔性PI基底从玻璃背板剥离的关键工序。

高世代LTPS突破在即,Micro-LED装机量产 - 相干准分子激光器驭领显示行业新发展

3. 激光切割、钻孔工艺:在全面屏制造过程中,激光切割可以提供更多样化的屏幕外观设计,比如目前流行的刘海屏、水滴屏以及钻孔屏等等,并且制程更高效,产品品质更稳定。

4. 激光修复工艺:在面板全制程中,激光修复技术可以有效提高面板制造良率。
 
Coherent相干公司引领激光技术逾50年,在显示行业LTPS激光退火领域更是耕耘25年,并伴随着行业逐步成长,占据领先地位。Coherent相干始终坚持技术服务客户理念,不断提高现有LTPS技术,突破LTPS瓶颈,并积极开拓Micro-LED等新领域。

一. 降低客户运行成本提升生产效率,Coherent相干准分子激光器持续引领ELA和LLO设备技术发展

在LTPS的激光退火ELA和柔性AMOLED的激光剥离LLO工艺中,目前主流使用的均为准分子激光技术(Excimer Laser)。相比固态激光器(DPSS),准分子激光器可以提供更高功率、更稳定的激光束, 这对提高生产效率至关重要,因此成为ELA和LLO工艺的首选技术。并且在LLO工艺中,准分子激光器可适应的制程冗余度(Process margin)更大,这样有利于对应不同规格的柔性衬底材料,减少了对现有衬底材料PI的技术开发限制。有部分厂商也在尝试开发使用固态激光器用于激光剥离LLO工艺,已有小部分量产但仍有很多技术挑战需要克服。

对于固态激光器的竞争,Coherent相干公司产品线管理总监Dr. Kai Schmidt表示,Coherent相干公司已经有充分的技术储备可以应对。在过去的25年中,客户对退火工艺的质量以及生产率要求已大大提高。事实上,在激光退火工艺中使用固态激光器的研究已经持续了很多年,并且已经有一些项目进入工厂验证阶段,但最终都失败了。Coherent相干公司同样进行过这方面的研究和尝试,但最终经过深入的研究探讨后,还是决定聚焦在准分子技术上。激光退火工艺极其复杂,涉及上百种参数,Coherent相干公司经过多年研究坚信准分子激光器搭配Line Beam系统是目前也是将来最优的技术路径。

在激光剥离部分, 公司也在积极开发技术措施以降低客户运行成本。去年Coherent相干公司的准分子系统UVblade系列开发了 “按需脉冲”(Pulse On Demand)的先进功能,让激光器仅在实际加工进程中才出光,其它时间(例如,基板载入和搬出时)则处于空闲状态。这可大大降低运营成本,并延长激光器和光学器件的维护周期。经过一年的实际验证,该技术已经达到了公司的预期效果,其运行成本比DPSS方案低20%至50%。Dr. Kai Schmidt透露,2019年所有投资LLO的中国面板企业都选择了使用准分子激光技术Excimer LLO。

高世代LTPS突破在即,Micro-LED装机量产 - 相干准分子激光器驭领显示行业新发展

除了降低成本以外,Coherent相干公司在提升生产效率方面也做出了重大的改进。

在ELA部分,公司开发了LB1500技术,使得G6玻璃可以一次扫描完成制程,相比过去扫描两次提升了一倍的效率。

在LLO部分,Coherent相干公司开发了一种新的LLO系统UVblade1000。该系统具有950mm长的线光束, 对于目前主流的柔性OLED G6H基板(1500mm x 925mm), 可以通过一次扫描完成剥离。它除了可以提供更高的生产效率外,还可以提高大板利用率。由于设计者不再需要考虑多次扫描重合区的问题,因此玻璃母板上有机会可以设计更多的面板。Coherent在其位于哥廷根的德国工厂中可以提供这种新开发的UVblade1000的测试服务。

同时, UVblade1000 搭配的VYPER激光系统配有2根独立的激光管,在正常工作时可以同时输出得到高功率激光,在设备保养时可以逐个维护,这样设备在维护期间无需完全停机,获得最高稼动率。

二. ELA大型化核心技术突破, LTPS高世代瓶颈打破在即

LTPS技术相比传统的a-Si技术具有更高的离子迁移率,因此是高阶显示屏的首选背板驱动技术。目前市面上的高PPI手机屏以及AMOLED手机屏使用的均为该技术。

而ELA则是LTPS技术中的核心工艺。ELA的核心技术为高功率的准分子激光器和光学整合系统,后者将激光源射出的初始光束整合成线光束(Line beam)。目前线光束的长度范围从750mm到最长1500mm,可以实现对G6(1500mm x 1850mm)玻璃的单次扫描,对应G8 (2200mm x 2500mm) 甚至是G10.5 (2940mm X 3370mm) 玻璃,也仅需两次扫描。

这也意味着ELA技术不再受限于G6尺寸的玻璃母板,使得G8甚至G10 LTPS产线成为可能。

三. 积极布局Micro-LED等新技术领域

Micro-LED被视为显示技术的市场扩展,部分观点认为是下一代显示技术。相比现有的AMOLED技术,高发光效率,高寿命等特性令其受到追捧。

Micro-LED的产业链完全不同于现有的显示产业链,他主要由LED芯片供应商,封装供应商,驱动背板供应商,和巨量转移方案解决商构成。目前限制Micro-LED发展的主要难点在于巨量转移技术的不成熟。

当前巨量转移技术路线分为精准抓取,自组装,激光诱导转移和转印技术等。Coherent相干公司是激光诱导转移技术的主要厂家。其原理为通过线激光对原基板快速扫描,使LED脱离原基板转移到中介载体,再通过类掩膜的方式精准将LED转移至目标基板。Coherent相干公司认为激光技术将是巨量转移理想的解决方案,可满足微米级的转移精度要求以及显示屏生产所需的处理速度。

Coherent相干公司与系统集成商合作开发并提供了LED制程中的剥离设备(Laser Lift off)和巨量转移设备(Laser Induced Forward Transfer) 。Dr. Kai Schmidt透露,这些设备都已在客户端批量装机并投入实际生产。目前在相干的应用实验室,也可以对客户的样品进行LIFT和LLO的工艺测试。
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