近年来,亚纳秒激光器凭借其短脉宽,热效应小等特点被广泛的应用于 LCD 及 OLED 激光修复应用中。 LCD 和 OLED 在生产过程中经常产生各种缺陷,亚纳秒激光器可以针对不同缺陷的进行修复。亚纳秒激光器在激光修复方面具有独特的优势,凭借高精度、高效率等特性,有助于提高显示屏的良品率和性能,降低生产成本,在显示面板行业具有重要的应用价值与广阔的发展前景。
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亚纳秒激光器在 LCD 及 OLED 激光修复中的应用
摘要
亚纳秒激光器广泛的应用于 LCD 及 OLED 激光修复应用中。 LCD 和 OLED 在生产过程中经常产生各种缺陷,亚纳秒激光器可以针对不同缺陷的进行修复。亚纳秒激光器在激光修复方面具有独特的优势,凭借高精度、高效率等特性,有助于提高显示屏的良品率和性能,降低生产成本,在显示面板行业具有重要的应用价值与广阔的发展前景。
在 LCD 制造过程中,经常会出现短路和开路等缺陷。
对于短路缺陷,亚纳秒激光器通过发射高能量密度的激光脉冲,精准聚焦于短路部位。瞬间的高能量使短路处的金属或导电物质快速升温,产生气化,实现断路,从而有效消除亮点、亮线,恢复 LCD 正常显示功能。
对于开路缺陷,亚纳秒激光器采用激光诱导化学气相沉积(LCVD)技术,利用脉冲能量促使气态的金属有机化合物分解,分解后的金属原子在开路两端沉积,逐渐形成导电通路,成功修复开路问题。
在OLED制造过程中,经常产生的缺陷包括亮点和暗点。
OLED亮点多由像素内阴极、阳极或有机功能层的局部短路或漏电引起。纳秒激光可以使亮点区域的阴极层、掺杂金属层和有机功能层发生物理或化学变化,如促使掺杂金属扩散至整个有机功能层,形成断路,达到消除亮点的效果。
针对有机材料发光效率降低引发的暗点,亚纳秒激光器用于激发有机材料的荧光特性,提升其发光效率,使暗点变亮。对于电极接触不良导致的暗点,激光器通过加热或诱导材料迁移等手段,改善电极与有机层的接触,恢复像素正常发光,从而确保 OLED 显示屏画面均匀、清晰。
在 LCD 和 OLED 激光修复中,选择纳秒激光器的波长需要考虑多方面因素:
根据材料吸收特性选择波长:在 LCD 中,ITO 电极等材料对特定波长的激光吸收效率存在差异。例如,绿光(532nm)在 ITO 中的吸收效果较好,因为其光子能量与 ITO 材料的电子跃迁能级较为匹配,能有效被吸收转化为热能,用于短路修复时可快速熔断短路部位;而在 OLED 中,有机材料层对紫外光(如 266nm)吸收较强,因为有机分子的化学键能与紫外光光子能量相近,通过紫外光照射能引发有机材料的光化学反应,有助于亮点修复等操作。
上海昊量光电设备有限公司代理的意大利BS公司的Wedge系列亚纳秒激光器覆盖1064nm、1570nm、3100nm、532nm、355nm和266nm等波长。激光脉冲能量可达4 mJ,脉宽为400ps~1.5 ns,重复率可达100 kHz。Wedge系列激光器非常适合OLED的激光修复应用。
根据修复深度与精度确认波长:激光器的波长会影响激光在材料中的穿透深度和聚焦精度。一般来说,波长越短,激光的聚焦光斑尺寸越小,能实现更高的修复精度,适合修复微小缺陷。在 OLED 的精细像素结构中,通常选择如 266nm短波长的亚纳秒激光器,可以精准作用于单个像素,避免影响周边像素;而较长波长的激光(如1064nm/532nm)穿透能力较强,适合处理 LCD 中较深层的开路问题,能够深入材料内部实现导电通路的修复。
意大利Bright Solutions公司生产的Onda系列采用高能量的种子源MOPA结构设计,其独特的设计保证了激光器同时满足较高的能量和较高的重复频率。Onda系列可提供266nm、355nm、532nm和1064nm四个波长,Onda激光器具有Up to 1mJ单脉冲能量,1 to 10 ns脉宽,Single shot to 100kHz重频等特点,非常适用于激光修复领域。
根据热影响要求确认波长:不同波长激光产生的热效应不同。对于 OLED 这类对热敏感的材料,若选择长波长、热效应明显的激光,可能会对有机功能层造成不可逆的损伤。因此,在 OLED 修复中多选择355nm/266nm紫外或532nm绿光波段的激光器,.在 LCD 修复中,修复部位通常对热相对不敏感,可适当考虑1064nm红外波段激光器,利用其较强的热效应促进材料的熔化、沉积等修复过程。
昊量光电提供的Sol 6W 1064nm+Sol 5W 532nm双波长激光器在LCD激光修复领域应用广泛。该激光器可以实现532nm和1064nm激光单口输出,功率稳定性优于2%,重复频率可实现Single shot to 100kHz范围可调,同时可以提供20W@1064nm,10W@532nm高功率的选择。
在 LCD 及 OLED 激光修复中,对激光器的能量稳定性有较高的要求。因为显示屏的结构精细,不同缺陷修复所需的能量差异微小,能量不稳定或控制不精准,可能导致修复失败,甚至损伤显示屏。
昊量光电SOL系列激光器稳定性测试数据/0.508%@1KHz
激光器的脉冲宽度和频率要能够灵活调节。LCD或OLED不同的修复工艺和缺陷类型,对脉冲宽度和频率的要求不同,如短路修复和开路修复,就需要不同的重频和脉宽。此外,光斑质量也是关键因素,需要光斑能量高斯分布,光束质量高,发散角小等,以实现精准的修复操作,避免对周边正常区域造成影响。
Onda系列激光器单脉冲能力及脉宽于重频的关系曲线
2.4 多波长切换
LCD 与 OLED 修复产线通常需集成绿光(532nm)+ 紫外(355nm)或绿光(532nm)+ 紫外(266nm)或绿光(532nm)+ 近红外(1064nm)等双波长组合激光器,从而应对不同的修复场景需求。
相较于传统的纳秒激光器,亚纳秒激光器在 LCD 及 OLED 激光修复中优势明显。
首先,亚纳秒激光器的脉冲宽度更短,一般为几百皮秒(400-700ps),能够在极短时间内释放能量,这使得单脉冲更高,可实现更高精度的修复操作,尤其适用于 OLED 显示屏等结构更为精细的产品。
其次,亚纳秒激光器的热效应相对于纳秒激光器更低,在修复过程中产生的热影响区域小。这有效避免了因热量扩散导致的周边材料性能变化和结构损伤,提高了修复的可靠性和显示屏的稳定性。
第三,亚纳秒激光器的能量转换效率高,单位时间内能够输出更多有效能量,在保证修复质量的同时,显著提高了修复效率,有助于降低生产成本,提升生产效益。
亚纳秒激光器凭借其独特的超短脉冲特性与精准能量控制能力,已成为 LCD 及 OLED 面板缺陷修复的shou选光源。在全qiu显示面板产业向高分辨率、柔性化发展的趋势下,亚纳秒激光修复技术将持续突破精度与效率瓶颈,推动显示面板制造向智能化、绿色化方向迈进。未来,随着激光器性能的进一步优化与工艺的深度融合,亚纳秒激光修复技术有望在 Micro-LED、量子点显示等新兴领域发挥更大价值,为全qiu显示产业升级注入新动能。
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