成果報告書詳細
管理番号20120000000401
タイトル*平成23年度中間年報 高出力多波長複合レーザー加工基盤技術開発プロジェクト 次世代レーザー加工技術の研究開発 (4)
公開日2012/6/1
報告書年度2011 - 2011
委託先名株式会社アルバック
プロジェクト番号P10006
部署名技術開発推進部
和文要約1. 研究開発の内容及び成果等
(1) 大口径異形レンズ研磨機の製造
レーザーアニールで使用されるワイドビームの光学系を形成するためには、その光学系の一部を構成するレンズの仕上りが重要となり、非常に高精度なレンズ研磨技術が必要とされる。研磨精度が不十分であるとワイドビームの特性が劣化し、ビーム照射対象部分にアニール斑が生じてしまい、その結果、例えば、TFT などの薄膜材料をレーザーアニールで結晶化した場合、このアニール斑はそのままパネルに映る画像の斑となって現れ、画面表示媒体として製品の質が低下する。
アニール斑を回避するための課題として、レンズの研磨加工精度を向上させる必要があるが、昨今のパネルサイズの大型化に伴ってアニール処理装置の重要な部品のひとつである光学系レンズも大型する必要に迫られている。その結果、大型で高精度に加工されたレンズの製造が求められるが、国内には今後レーザーアニールで必要とされるレンズサイズに対してこれを成し得るレンズ研磨装置自体がない。
本開発テーマの大型レンズ研磨機製造では、計画当初の中間目標値に沿って、昨年度より進めてきた300mm 幅までの大型レンズの高精細研磨を製造・完成させた。一方で、平行して進めていたレーザーアニール市場を調査結果から、より幅広のビームがもっと早い段階で必要とされている事が見えてきた。従って、2015 年までの最終目標である500mm 幅レンズの研磨性能を前倒しで達成すべきとの考えが濃厚になり、具体的な前倒し策を検討した。その結果、レンズの大型化については研磨冶工具の改良と研磨方法の工夫で500mm を超える高精細研磨が可能と判断した。レーザーアニール装置としては、本プロジェクトで開発中の大出力アニールレーザーの仕様はそのままで、500mm 幅を超える幅広ビームの装置が成立する見込みである。よって、冶工具の改良等を実施し、試研磨を進めて研磨装置の500mm 幅程度への対応を可能にする事が出来た。今後、更なる幅広ビームが要望されるであろう事を見越して、より幅広のレンズまで研磨範囲を拡げた加工を進めている。
英文要約Title: Research and development of basic technologies for the high power and advanced laser beam machining. [Development of the combined laser beam machining technologies with multi-wavelength laser beams. / Development of laser surface processing technologies] (FY2010-FY2012) FY2011 Annual Report

(1) The development of the large cylindrical lens grinding machine
A) Planning:
To develop the grinding machine which can grind the 500mm wide lenses with enough accuracy for the laser annealer

The highly precise grinding technique is needed to make a set of lenses for the laser annealing technology. If the grinding accuracy is insufficient, the uniformity of the line-beam is deteriorated, and the mottled patterns are occurred at the irradiated area. If the device-array like TFT are made with the use of laser annealer, those mottled patterns as mentioned above will appear as mottled images on the display panel. Consequently, the panel with mottled patterns will fail into a low quality product.
 On the contrary, the panel size of the display market has grown so large that it is also necessary to enlarge each of lenses composed in the annealer. But there is no lens grinding machine in Japan which meets the needs for both the large-scale and the high accuracy lenses for the laser annealer.
This year, we revised the original yearly target (effective width: 300mm wide) of this laser project and decided to enlarge the beam width (500mm wide) which was the final target of this project.

B) Results:
New grinding machine which can produce the large scale (<500mm wide) lenses with the enough grinding accuracy for the laser annealer had been completed.
On the other hand, the panel market is expecting the wider line-beam (over 700mm up to 1m wide beam) of the laser annealer, though. Therefore, the development of the grinding machine is continued to improve the performance of grinder (larger lenses, up to 700mm wide).

(2) The development of simulation technology of laser optics
A) Planning:
To make the simulation of the wide and high quality line-beams for laser annealer

B) Result:
The simulation for 700mm wide line-beam, however this is feature creep for the yearly target of the project, had been carried out. As the result of it, ±1.5% of the uniformity about the energy density along with the long side of line beam was obtained. This is enough specification for the laser annealer, although the ideal input parameters such as Gaussian shape and M2-value of an incident beam ware provisionally used in the calculation.
The re-calculation with the actual input parameters, beam shape and laser characteristics, is planned to do with the measured values after the completion of the NEDO-high power green laser oscillator which is developed in Osaka university.
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