高世代LTPS突破在即，Micro-LED裝機(jī)量產(chǎn)

2019 年全球 AMOLED 智能機(jī)面板出貨約 4.6 億片，同比增長(zhǎng) 3.6%。而三星和華為的第二代折疊屏手機(jī)的發(fā)布，也再次掀起了人們對(duì)柔性折疊屏的關(guān)注。

對(duì)折疊屏手機(jī)來(lái)說(shuō)，最大的難題還是屏幕，可彎曲的屏幕現(xiàn)在只有柔性 OLED 面板，目前全球能研發(fā)并量產(chǎn)的廠商僅有韓國(guó)三星和中國(guó)大陸京東方等少數(shù)幾家。三星發(fā)布的 Galaxy Fold 及 Z Flip 折疊手機(jī)采用的是自家三星顯示的內(nèi)折柔性折疊屏方案，而華為 MateXs 選擇的是國(guó)產(chǎn)京東方的外折柔性折疊屏。

除了折疊手機(jī)以外，目前其它智能手機(jī)也已經(jīng)逐步加大 AMOLED 屏幕的使用，根據(jù) CINNO Research 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2019 年全球智能手機(jī)屏 AMOLED 滲透率已經(jīng)達(dá)到 24.7%，預(yù)計(jì)到 2022 年滲透率有望超過(guò) 50%。

在整個(gè) AMOLED 制造工藝中，激光設(shè)備是非常重要的一環(huán)。涉及到激光的主要制程可以分為以下四類：

1. 激光退火 ELA 工藝：在 OLED 驅(qū)動(dòng)母板 LTPS 基板的制造過(guò)程中，ELA 激光退火工藝是得到高質(zhì)量低溫多晶硅的重要工序。

2. 激光剝離 LLO 工藝：在柔性屏幕方面，LLO 激光剝離技術(shù)是將柔性 PI 基底從玻璃背板剝離的關(guān)鍵工序。

3. 激光切割、鉆孔工藝：在全面屏制造過(guò)程中，激光切割可以提供更多樣化的屏幕外觀設(shè)計(jì)，比如目前流行的劉海屏、水滴屏以及鉆孔屏等等，并且制程更高效，產(chǎn)品品質(zhì)更穩(wěn)定。

4. 激光修復(fù)工藝：在面板全制程中，激光修復(fù)技術(shù)可以有效提高面板制造良率。

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Coherent 相干公司引領(lǐng)激光技術(shù)逾 50 年，在顯示行業(yè) LTPS 激光退火領(lǐng)域更是耕耘 25 年，并伴隨著行業(yè)逐步成長(zhǎng)，占據(jù)領(lǐng)先地位。Coherent 相干始終堅(jiān)持技術(shù)服務(wù)客戶理念，不斷提高現(xiàn)有 LTPS 技術(shù)，突破 LTPS 瓶頸，并積極開拓 Micro-LED 等新領(lǐng)域。

一 . 降低客戶運(yùn)行成本提升生產(chǎn)效率，Coherent 相干準(zhǔn)分子激光器持續(xù)引領(lǐng) ELA 和 LLO 設(shè)備技術(shù)發(fā)展

在 LTPS 的激光退火 ELA 和柔性 AMOLED 的激光剝離 LLO 工藝中，目前主流使用的均為準(zhǔn)分子激光技術(shù)(Excimer Laser)。相比固態(tài)激光器(DPSS)，準(zhǔn)分子激光器可以提供更高功率、更穩(wěn)定的激光束, 這對(duì)提高生產(chǎn)效率至關(guān)重要，因此成為 ELA 和 LLO 工藝的首選技術(shù)。并且在 LLO 工藝中，準(zhǔn)分子激光器可適應(yīng)的制程冗余度(Process margin)更大，這樣有利于對(duì)應(yīng)不同規(guī)格的柔性襯底材料，減少了對(duì)現(xiàn)有襯底材料 PI 的技術(shù)開發(fā)限制。有部分廠商也在嘗試開發(fā)使用固態(tài)激光器用于激光剝離 LLO 工藝，已有小部分量產(chǎn)但仍有很多技術(shù)挑戰(zhàn)需要克服。

對(duì)于固態(tài)激光器的競(jìng)爭(zhēng)，Coherent 相干公司產(chǎn)品線管理總監(jiān) Dr. Kai Schmidt 表示，Coherent 相干公司已經(jīng)有充分的技術(shù)儲(chǔ)備可以應(yīng)對(duì)。在過(guò)去的 25 年中，客戶對(duì)退火工藝的質(zhì)量以及生產(chǎn)率要求已大大提高。事實(shí)上，在激光退火工藝中使用固態(tài)激光器的研究已經(jīng)持續(xù)了很多年，并且已經(jīng)有一些項(xiàng)目進(jìn)入工廠驗(yàn)證階段，但最終都失敗了。Coherent 相干公司同樣進(jìn)行過(guò)這方面的研究和嘗試，但最終經(jīng)過(guò)深入的研究探討后，還是決定聚焦在準(zhǔn)分子技術(shù)上。激光退火工藝極其復(fù)雜，涉及上百種參數(shù)，Coherent 相干公司經(jīng)過(guò)多年研究堅(jiān)信準(zhǔn)分子激光器搭配 Line Beam 系統(tǒng)是目前也是將來(lái)最優(yōu)的技術(shù)路徑。

在激光剝離部分， 公司也在積極開發(fā)技術(shù)措施以降低客戶運(yùn)行成本。去年 Coherent 相干公司的準(zhǔn)分子系統(tǒng) UVblade 系列開發(fā)了 “按需脈沖”(Pulse On Demand)的先進(jìn)功能，讓激光器僅在實(shí)際加工進(jìn)程中才出光，其它時(shí)間（例如，基板載入和搬出時(shí)）則處于空閑狀態(tài)。這可大大降低運(yùn)營(yíng)成本，并延長(zhǎng)激光器和光學(xué)器件的維護(hù)周期。經(jīng)過(guò)一年的實(shí)際驗(yàn)證，該技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了公司的預(yù)期效果，其運(yùn)行成本比 DPSS 方案低 20%至 50%。Dr. Kai Schmidt 透露，2019 年所有投資 LLO 的中國(guó)面板企業(yè)都選擇了使用準(zhǔn)分子激光技術(shù) Excimer LLO。

除了降低成本以外，Coherent 相干公司在提升生產(chǎn)效率方面也做出了重大的改進(jìn)。

在 ELA 部分，公司開發(fā)了 LB1500 技術(shù)，使得 G6 玻璃可以一次掃描完成制程，相比過(guò)去掃描兩次提升了一倍的效率。

在 LLO 部分，Coherent 相干公司開發(fā)了一種新的 LLO 系統(tǒng) UVblade1000。該系統(tǒng)具有 950mm 長(zhǎng)的線光束, 對(duì)于目前主流的柔性 OLED G6H 基板(1500mm x 925mm), 可以通過(guò)一次掃描完成剝離。它除了可以提供更高的生產(chǎn)效率外，還可以提高大板利用率。由于設(shè)計(jì)者不再需要考慮多次掃描重合區(qū)的問(wèn)題，因此玻璃母板上有機(jī)會(huì)可以設(shè)計(jì)更多的面板。Coherent 在其位于哥廷根的德國(guó)工廠中可以提供這種新開發(fā)的 UVblade1000 的測(cè)試服務(wù)。

同時(shí)， UVblade1000 搭配的 VYPER 激光系統(tǒng)配有 2 根獨(dú)立的激光管，在正常工作時(shí)可以同時(shí)輸出得到高功率激光，在設(shè)備保養(yǎng)時(shí)可以逐個(gè)維護(hù)，這樣設(shè)備在維護(hù)期間無(wú)需完全停機(jī)，獲得最高稼動(dòng)率。

二 . ELA 大型化核心技術(shù)突破， LTPS 高世代瓶頸打破在即

LTPS 技術(shù)相比傳統(tǒng)的 a-Si 技術(shù)具有更高的離子遷移率，因此是高階顯示屏的首選背板驅(qū)動(dòng)技術(shù)。目前市面上的高 PPI 手機(jī)屏以及 AMOLED 手機(jī)屏使用的均為該技術(shù)。

而 ELA 則是 LTPS 技術(shù)中的核心工藝。ELA 的核心技術(shù)為高功率的準(zhǔn)分子激光器和光學(xué)整合系統(tǒng)，后者將激光源射出的初始光束整合成線光束(Line beam)。目前線光束的長(zhǎng)度范圍從 750mm 到最長(zhǎng) 1500mm，可以實(shí)現(xiàn)對(duì) G6（1500mm x 1850mm）玻璃的單次掃描，對(duì)應(yīng) G8 （2200mm x 2500mm） 甚至是 G10.5 (2940mm X 3370mm) 玻璃，也僅需兩次掃描。

這也意味著 ELA 技術(shù)不再受限于 G6 尺寸的玻璃母板，使得 G8 甚至 G10 LTPS 產(chǎn)線成為可能。

三 . 積極布局 Micro-LED 等新技術(shù)領(lǐng)域

Micro-LED 被視為顯示技術(shù)的市場(chǎng)擴(kuò)展，部分觀點(diǎn)認(rèn)為是下一代顯示技術(shù)。相比現(xiàn)有的 AMOLED 技術(shù)，高發(fā)光效率，高壽命等特性令其受到追捧。

Micro-LED 的產(chǎn)業(yè)鏈完全不同于現(xiàn)有的顯示產(chǎn)業(yè)鏈，他主要由 LED 芯片供應(yīng)商，封裝供應(yīng)商，驅(qū)動(dòng)背板供應(yīng)商，和巨量轉(zhuǎn)移方案解決商構(gòu)成。目前限制 Micro-LED 發(fā)展的主要難點(diǎn)在于巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)的不成熟。

當(dāng)前巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)路線分為精準(zhǔn)抓取，自組裝，激光誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)印技術(shù)等。Coherent 相干公司是激光誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移技術(shù)的主要廠家。其原理為通過(guò)線激光對(duì)原基板快速掃描，使 LED 脫離原基板轉(zhuǎn)移到中介載體，再通過(guò)類掩膜的方式精準(zhǔn)將 LED 轉(zhuǎn)移至目標(biāo)基板。Coherent 相干公司認(rèn)為激光技術(shù)將是巨量轉(zhuǎn)移理想的解決方案，可滿足微米級(jí)的轉(zhuǎn)移精度要求以及顯示屏生產(chǎn)所需的處理速度。

Coherent 相干公司與系統(tǒng)集成商合作開發(fā)并提供了 LED 制程中的剝離設(shè)備(Laser Lift off)和巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備（Laser Induced Forward Transfer） 。Dr. Kai Schmidt 透露，這些設(shè)備都已在客戶端批量裝機(jī)并投入實(shí)際生產(chǎn)。目前在相干的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室，也可以對(duì)客戶的樣品進(jìn)行 LIFT 和 LLO 的工藝測(cè)試。