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光谱物理技术问答:解决UV ps激光器加工聚合物OLED材料的诸多难题

3月18日,由中国高科技行业门户OFweek维科网主办,OFweek激光网承办的“OFweek2020(第六届)中国激光在线展会”如期举办。展会期间,MKS/Spectra-Physics 举办了一场主题为“UV ps 激光加工聚合物OLED材料,用于下一代 5G 和可折叠消费电子设备” 的在线研讨会,光谱物理应用和技术支持经理田志宏以主讲人身份与大家进行了技术分享。直播回顾如下:

研讨会期间,观众热情高涨,踊跃提问,现将其中部分问答整理如下:

围绕OLED应用:

1.目前激光技术用于OLED的应用案例有哪些?

具体应用案例现在已经很广泛了。早在几年前韩国的三星、LG推出OLED屏幕的时候,激光就已经深深地介入进去,包括现在国内的几大厂商都在引进生产OLED屏的装备,所以说激光在这一块的应用已经非常广泛。

2.为何皮秒激光适合用于OLED聚合物的加工?

要看整个的工艺要求。对OLED而言,其聚合物材料对热影响特别敏感,加上现在做的cell的尺寸、间隔都非常小,留下的加工尺寸也特别小,像以前的传统模切工艺已经不适用于当今的生产需求了,而且现在还有异型屏、打孔屏的应用需求,更是超出了传统工艺的能力范畴。这样激光的好处就体现出来了,尤其是皮秒紫外,甚至飞秒激光,它的热影响区小,而且更适合曲线加工这种更加灵活的应用。

3.Spectra-Physics的飞秒激光器是否同样适用于OLED加工?与皮秒相比有何异同?

飞秒激光器也可以用在OLED的加工当中。我们做过相应的对比测试,由于飞秒激光器的作用时间更短,同样参数下它相比于皮秒激光器来说产生的热影响区更小。现在实际上国内有一些厂商已经在产线当中,已经采用飞秒激光用于OLED的加工。

4.目前UV皮秒和飞秒都能应用于OLED模组切割,屏厂趋向于UV飞秒。请问UV皮秒相对飞秒有何优势?

就现在来看,皮秒相对于飞秒的优势在价格方面。屏厂趋向于飞秒,更多是处于对加工品质方面的要求。

5.OLED激光加工的难点与趋势是什么?

若提到难点,尤其是小尺寸的加工当中,常见的主要是热影响区以及加工效率。现在的趋势就是朝着解决这两个问题的方向,一是往飞秒的方向发展,二是更高的频率和更高的功率,各大激光器厂商也在往这个方向努力。

6.如何提高激光在OLED加工上的精度?

加工精度是个系统问题:控制器,运动平台本身的精度是基础,安装调校同样也会影响精度!

7.如何改善材料热效应?如何解决拐角处过热问题?

这方面公开的资料有很多相关讨论,理论上两个方面:1.尽量减少热输入,如采用更窄脉宽的激光器,或更短波长;2.在加工参数上做文章,比如多次快速扫描,如果是大面积多个图案的话,可以采用分时交叉加工的方法。

在转角处目前主流的方法:1.采用速度更快的振镜(如果是用振镜方式加工);2.位置同步触发(PSO);3.如果是尖角,多采用平台(振镜)‘绕行’--在尖角处平台/振镜沿轨迹延长线按原来速度滑出再转回沿尖角另一条边的延长线回来,在尖角处及时关闭激光。

8.切割中是否会出现进灰、进气、分层等现象?

这个可以通过加工参数来控制。OLED材料在加工当中肯定会有粉尘产生,需要有很好的除尘系统。分层主要是热影响区造成的,需要很好地去控制加工参数,来避免分层的现象产生。

9.现在激光加工的热影响区最小能到多少?

这和材料以及加工参数是有关系的,从理论上来讲,飞秒激光可以做到几乎没有热影响区,或者用一般的检测手段(如显微镜)无法检测出来。

10.UV ps激光加工聚合物OLED材料在手机行业应用中的生产稳定性和良率怎么样?

生产的稳定性主要有两个方面,一是激光器本身的稳定性,相对来讲国外厂商的激光器会更稳定,国内厂商也不断的在追赶上来;良率和激光器本身的品质有关系,和加工参数控制以及整个系统的集成的精密程度,以及精度都有关系。

11.OLED激光剥离这块,最难做的是属于哪些方面(指工艺方面)?

如果从设备集成上来讲,比较难做的应该是光束整形这方面,现在如果激光器也提供的话是没有问题。

12.聚酰亚胺的切割厚度是多少?

在飞秒的测试里,我们有提到,它的厚度是75个微米;在实际的应用当中则有多种厚度,比如说在柔性电路板当中常用的,厚度大概是12个微米,连接层大概是20个微米左右,总的厚度是30多个微米。

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