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ソリューション
レーザーリフトオフシステム



フレキシブルディスプレイの製造ではレーザーリフトオフプロセスによりデバイスの製造が行われています
レーザーリフトオフ(LLO)やUVレーザーピーリング(ULP)のプロセスではラインビームレーザー光学系を使ったプロセスが活躍しています
レーザーリフトオフとは
フレキシブルOLEDディスプレイはレーザーリフトオフ(LLO:Laser-Lift-Off)プロセスを使用して製造されています。レーザーリフトオフとはガラスや透明基板に積層されたデバイスの裏面側よりレーザーを照射しガラスとデバイスの界面をアブレーションする事によりデバイス層だけを剥離する加工方法のことです。
透明ガラスなどレーザーを透過する基板を用いてアブレーション加工出来るものであれば界面に発生する応力により容易に剥離が可能です。
従来のLED製造におけるGaNデバイスのリフトオフではダイサイズが比較的小さいく小面積の均一ビームの照射で十分でしたが、フラットパネルディスプレイ用途においては大きな基板の全域をリフトオフする必要があるためラインビームによるプロセスが有効になります。
左のグラフは無アルカリ系ガラスの紫外域透過率曲線です。
一般的なUV固体レーザーの波長である355nmレーザー光はガラスを約90%透過することが分かります。
第3高調波UV固体レーザーには種類により発振波長が355nmの他に351nmと343nmのレーザーがありますが、このグラフからどの波長であってもガラスに対して十分な透過率であることが分かります。
つまり、第3高調波UV固体レーザーであればどのレーザーを使用しても可能ということになります。
左のグラフはポリイミドおよび透明ポリイミドの透過率曲線です。
一般的なUV固体レーザーの波長である355nmレーザー光は約0%の透過率、つまり約100%の吸収率である事が分かります。また、上記の通りこのグラフからどの第3高調波UV固体レーザーであってもポリイミドに対して約100%の吸収率であることが分かります。
よって、第3高調波UV固体レーザーであればどのレーザーを使用しても可能ということになります。
このことから無アルカリ系ガラス基板の上にポリイミド薄膜を積層し、さらにその上にデバイスを製作することで、波長355nmや343nmなどの第3高調波UV固体レーザーを使用してレーザーリフトオフプロセスを行うことによりポリイミド層をレーザーアブレーションしデバイス層を簡単に剥離することが出来ます。このプロセスによりフレキシブルディスプレイデバイスが製作されます。これらは折りたたみ式のスマートフォンなどに使われています。
レーザーリフトオフシステム
VOLCANO® ラインビームシステムはUV固体レーザーを使用してライン長最大750mmに対応しています。発振波長343nmのUV固体レーザーを使用するとエキシマレーザーを使用するシステムと比較して、ランニングコストの削減とメンテナンスダウンタイムの削減による稼働率増加により大きなメリットをもたらします。
ラインビームレーザー光学系に搭載されるFALCON XXLプロジェクションレンズは作動距離が200mm以上で、これらの光学系をサポートするには安定した強固なシステム構造が必要です。VOLCANO®ラインビームシステムは剛性のあるアルミニウムハウジング構造を用いることにより精密な光学系をサポートしています。
ラインビーム光学系には、MBC(手動ビーム制御)カメラシステムが含まれており、映像を確認しながらすべてのレーザー光の位置と角度を制御および調整が可能です。 ラインビームレーザー光学系は密閉構造になっており、プロセスエリアへは保護ウインドウを通してレーザー光が進むためプロセスからの汚染は保護ウィンドウで遮断される設計になっています。
VOLCANO® LB 750UVラインビームシステムは、750mm x 20μm FWHMラインビームでエネルギー密度 560mJ /cm2 を得るためにUV固体レーザーとして6台のトルンプ TruMicro 8320 または3台のトルンプ TruMicro 8340 を使用しています。
VOLCANO® ラインビーム レーザーシステム仕様
モデル名 VOLCANO® 100UV VOLCANO® 300UV VOLCANO® LB 750UV
対応波長 343nm
ビーム長 100mm (トップハット) 300mm (トップハット) 750mm (トップハット)
ビーム幅 20~30μm FWHM(ガウシアン)
エネルギー密度 630mJ/cm2@20μm FWHM 310mJ/cm2@30μm FWHM 370mJ/cm2@30μm FWHM
ビーム均一性 6%以下(p2p)
レーザー TruMicro 8320 TruMicro 8320 or TruMicro 8340 TruMicro 8320 or TruMicro 8340
パルス幅 15-20ns FWHM