具体实施方式

在本公开中，将理解的是，当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，所述元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接或直接结合到所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。

同样的附图标记始终指同样的元件。在附图中，为了技术内容的有效描述，夸大了组件的厚度、比例和尺寸。

如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。

将理解的是，虽然在此可以使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以被命名为第二元件。如在此所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”、“一个(种/者)”和“该(所述)”也旨在包括复数形式。

为了易于描述，可以在此使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。

除非另外限定，否则在此所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。还将理解的是，术语(诸如在常用词典中定义的术语)应被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义相一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的意义来进行解释，除非在此明确地如此限定。

还将理解的是，术语“包括”和/或其变型用在本说明书中时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但是不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

在下文中，将参照附图详细解释本公开。

图1是示意性地示出了根据本公开的实施例的激光装置LD的示意图。

参照图1，激光装置LD可以包括光源LS、扩展部EXP、透镜组件LA和台ST。基底SUB可以安装在台ST上。

具体地，根据实施例的激光装置LD可以用于制造显示装置。例如，激光装置LD可以将激光束LB照射到基底SUB，以对基底SUB执行钻孔工艺、切割工艺、扫描工艺、清洁工艺和标记工艺。

光源LS可以产生激光束LB。光源LS可以将所产生的激光束LB照射到扩展部EXP。如图1中所示，激光束LB可以在水平方向上照射。扩展部EXP可以设置为与光源LS分隔开。例如，如图1中所示，扩展部EXP可以设置为在水平方向上与光源LS分隔开。扩展部EXP可以控制激光束LB的直径和能量密度。在这种情况下，激光束LB的直径可以指示当在照射激光束LB所沿的方向上观看时激光束LB的直径。例如，扩展部EXP可以是但不限于扩束器。扩展部EXP可以包括一个或更多个透镜。扩展部EXP可以具有预定的放大率。

当激光束LB穿过扩展部EXP时，激光束LB的直径可以增大。入射到扩展部EXP的激光束LB的直径可以比从扩展部EXP出射的激光束LB的直径小。从扩展部EXP出射的激光束LB可以到达透镜组件LA。

透镜组件LA可以设置在光源LS与台ST之间。详细地，透镜组件LA可以位于激光束LB的限定在光源LS与台ST之间的路径处。

透镜组件LA可以将激光束LB照射到设置在台ST上的基底SUB。更详细地，透镜组件LA可以调节激光束LB照射所沿的方向。例如，透镜组件LA可以确定照射到基底SUB的激光束LB的斑点的位置，所述基底SUB设置在台ST的一个表面上。为此，透镜组件LA可以包括至少一个反射镜。例如，透镜组件LA可以包括检流计。

另外，透镜组件LA可以使激光束LB会聚。例如，透镜组件LA可以增加照射在斑点中的激光束LB的量，因此可以提高传输到斑点的能量密度。

图2是示出了图1中所示的透镜组件LA的示意图。

在下文中，将详细描述透镜组件LA的结构。为了便于解释，在图2中，与图1相比，透镜组件LA沿逆时针方向旋转约90°。换句话说，图2中的水平方向与图1中的竖直方向对应，反之亦然。

参照图2，透镜组件LA可以包括第一透镜组件LA1、偏转器DF和第二透镜组件LA2。入射到透镜组件LA中的激光束LB(图1中所示)可以沿着光路LP提供到台ST。

基于光路LP，第一透镜组件LA1可以设置在偏转器DF前面，第二透镜组件LA2可以设置在偏转器DF后面。

在本实施例中，整个透镜组件LA的焦距可以具有正焦距。第一透镜组件LA1可以具有负焦距，第二透镜组件LA2可以具有正焦距。在图2中，当焦距大于0时，意指透镜的焦点限定在透镜的右侧上。当焦距小于0时，意指透镜的焦点限定在透镜的左侧上。

第一透镜组件LA1可以对从光源LS(图1中所示)提供的激光束LB(图1中所示)进行漫射。第一透镜组件LA1可以使激光束LB(图1中所示)发散。第一透镜组件LA1可以包括第一透镜LE1。作为另一示例，第一透镜组件LA1可以包括多个透镜。

第一透镜LE1可以具有负焦距。详细地，第一透镜LE1可以包括第一光入射表面IS1和第一光出射表面ES1。在本公开中，光入射表面可以被定义为透镜中激光束入射到其的表面，光出射表面可以被定义为透镜中激光束从其出射的表面。第一光出射表面ES1可以是与第一光入射表面IS1背对的表面。

第一光入射表面IS1可以具有凹形形状。第一光出射表面ES1可以具有凸形形状。第一光出射表面ES1的曲率半径的绝对值可以等于或大于第一光入射表面IS1的曲率半径的绝对值。

偏转器DF可以改变从第一透镜组件LA1提供的激光束LB(图1中所示)的光路LP。如图2中所示，偏转器DF可以将光路LP从竖直方向改变为水平方向。

偏转器DF可以确定照射到台ST的激光束LB(图1中所示)的斑点的位置。例如，偏转器DF可以包括检流计。详细地，偏转器DF可以包括第一镜(未示出)和第二镜(未示出)。第一镜和第二镜中的每个可以围绕不同的旋转轴旋转。第一镜和第二镜的角度可以确定斑点在台ST上的位置。第一镜可以设置为与第一透镜LE1相邻，第二镜可以设置为与第二透镜LE2相邻。这将在稍后详细描述。

第二透镜组件LA2可以包括多个透镜。在实施例中，第二透镜组件LA2可以包括第二透镜LE2、第三透镜LE3、第四透镜LE4和第五透镜LE5。如图2中所示，第二透镜至第五透镜LE2、LE3、LE4和LE5可以沿着水平方向顺序地布置在光路LP上。然而，包括在第二透镜组件LA2中的透镜的数量不应限于此或由此限制。

根据本公开的实施例，第二透镜LE2可以具有负焦距。第二透镜LE2可以对激光束进行漫射。第二透镜LE2可以使激光束发散。第三透镜至第五透镜LE3、LE4和LE5中的每个可以具有正焦距。第三透镜至第五透镜LE3、LE4和LE5中的每个可以使激光束会聚。

详细地，第二透镜LE2可以包括第二光入射表面IS2和第二光出射表面ES2。第二光出射表面ES2可以是与第二光入射表面IS2背对的表面。第二光入射表面IS2和第二光出射表面ES2中的每个可以具有凹形形状。第二光出射表面ES2的曲率半径的绝对值可以等于或大于第二光入射表面IS2的曲率半径的绝对值。

第三透镜LE3可以包括第三光入射表面IS3和第三光出射表面ES3。第三光入射表面IS3可以面对第二透镜LE2的第二光出射表面ES2。第三光出射表面ES3可以是与第三光入射表面IS3背对的表面。第三光入射表面IS3可以是平坦表面。第三光出射表面ES3可以具有凸形形状。

第四透镜LE4可以包括第四光入射表面IS4和第四光出射表面ES4。第四光入射表面IS4可以面对第三透镜LE3的第三光出射表面ES3。第四光出射表面ES4可以是与第四光入射表面IS4背对的表面。第四光入射表面IS4可以是平坦表面。第四光出射表面ES4可以具有凸形形状。

第五透镜LE5可以包括第五光入射表面IS5和第五光出射表面ES5。第五光入射表面IS5可以面对第四透镜LE4的第四光出射表面ES4。第五光出射表面ES5可以是与第五光入射表面IS5背对的表面。第五光入射表面IS5和第五光出射表面ES5中的每个可以具有凸形形状。第五光出射表面ES5的曲率半径的绝对值可以等于或大于第五光入射表面IS5的曲率半径的绝对值。

根据本公开的实施例，由于第三透镜LE3和第四透镜LE4的第三光入射表面IS3和第四光入射表面IS4是平坦的，因此可以便于透镜组件LA的加工，并且可以降低透镜组件LA的制造成本。

根据本公开的实施例，第三透镜至第五透镜LE3、LE4和LE5可以具有比第一透镜LE1和第二透镜LE2的阿贝数(Abbe’s number)大的阿贝数。也就是说，第一透镜LE1和第二透镜LE2可以具有比第三透镜至第五透镜LE3、LE4和LE5的分辨率(resolution power)高的分辨率。

根据本公开的实施例，第一透镜至第五透镜LE1、LE2、LE3、LE4和LE5可以包括具有低吸光率的材料。在本实施例中，第一透镜至第五透镜LE1、LE2、LE3、LE4和LE5可以包括熔融二氧化硅或氟化钙(CaF₂)。

然而，用于第一透镜至第五透镜LE1、LE2、LE3、LE4和LE5的材料不应限于此或由此限制，第一透镜至第五透镜LE1、LE2、LE3、LE4和LE5可以包括在宽光谱范围内具有低吸光率的材料。

图3是示出了在穿过图2中所示的透镜组件LA之后照射到基底SUB的激光束LB的示意图。表1示出了图3中所示的透镜组件LA的规格。

在表1中，R1表示光入射表面IS1、IS2、IS3、IS4和IS5的曲率半径。R2表示光出射表面ES1、ES2、ES3、ES4和ES5的曲率半径。曲率半径、厚度和直径的单位是毫米(mm)。当在表1中曲率半径(或焦距)为负时，意指光入射表面(或光出射表面)的焦点限定在其中入射有激光的一侧上。当在表1中曲率半径(或焦距)为正时，意指光入射表面(或光出射表面)的焦点限定在其中激光出射的一侧上。

表1

在本实施例中，第一透镜LE1的第一光出射表面ES1与偏转器DF的第一镜之间的距离为约65mm。偏转器DF的第一镜和第二镜之间的距离为约16.5mm。偏转器DF的第二镜与第二透镜LE2的第二光入射表面IS2之间的距离为约129.45mm。第二透镜LE2的第二光出射表面ES2与第三透镜LE3的第三光入射表面IS3之间的距离为约8.96mm。第三透镜LE3的第三光出射表面ES3与第四透镜LE4的第四光入射表面IS4之间的距离为约0.5mm。第四透镜LE4的第四光出射表面ES4与第五透镜LE5的第五光入射表面IS5之间的距离为约0.5mm。第五透镜LE5的第五光出射表面ES5与基底SUB之间的距离为约350.45mm。

参照表1，第一透镜LE1和第二透镜LE2可以包括熔融二氧化硅，第三透镜至第五透镜LE3、LE4和LE5可以包括氟化钙(CaF₂)。

在本实施例中，透镜组件LA的焦距为约165mm。透镜组件LA的焦距是第一透镜至第五透镜LE1、LE2、LE3、LE4和LE5的复合焦距。基底SUB可以设置为与透镜组件LA的中心分隔开约165mm。

在本实施例中，第一透镜组件LA1的焦距为约-250.58mm。第二透镜组件LA2的焦距为约212.72mm。

在本实施例中，第一透镜LE1的焦距为约-250.58mm。第二透镜LE2的焦距为约-389.20mm。第三透镜LE3的焦距为约385.98mm。第四透镜LE4的焦距为约629.72mm。第五透镜LE5的焦距为约380.86mm。

如表1中所示，第一透镜LE1的焦距与透镜组件LA的焦距的比为约-1.52(-250.58/165)。第二透镜LE2的焦距与透镜组件LA的焦距的比为约-2.36(-389.20/165)。第三透镜LE3的焦距与透镜组件LA的焦距的比为约2.34(385.98/165)。第四透镜LE4的焦距与透镜组件LA的焦距的比为约3.82(629.72/165)。第五透镜LE5的焦距与透镜组件LA的焦距的比为约2.31(380.86/165)。上述值是到四舍五入到小数点后第三位的值。

激光束LB可以顺序地到达透镜组件LA的第一透镜组件LA1、偏转器DF和第二透镜组件LA2。

第一透镜组件LA1可以具有负屈光力(refraction power，或称为折射能力)。因此，第一透镜组件LA1可以使提供到其的激光束LB漫射。

偏转器DF可以改变从第一透镜组件LA1提供的激光束LB的光路LP。如图3中所示，偏转器DF可以将入射到其的激光束LB的照射方向从竖直方向改变为水平方向。然而，参照图1，可以描述激光束LB的照射方向从水平方向改变为竖直方向。

第二透镜组件LA2可以具有正屈光力。第二透镜组件LA2可以使从偏转器DF提供的激光束LB会聚。详细地，第二透镜LE2可以具有负屈光力，并且因此可以使激光束LB漫射。第三透镜至第五透镜LE3、LE4和LE5可以具有正屈光力且可以使激光束LB会聚。

从透镜组件LA的第二透镜组件LA2出射的激光束LB可以到达设置在台ST上的基底SUB。激光装置LD(参照图1)可以将激光束LB照射到加工区域AE，因此可以对基底SUB进行加工。加工区域AE可以限定在基底SUB的上表面中。

图4是示出了当在平面中观看时图3中所示的加工区域AE的视图。在图4中，X轴被定义为与水平方向基本上平行的轴，Y轴被定义为与竖直方向基本上平行的轴。

参照图4，当在平面中观看时，加工区域AE可以具有矩形形状。例如，加工区域AE可以在X轴上具有从约-50mm至约50mm的范围，并且在Y轴上具有从约-50mm至约50mm的范围。然而，这仅仅是示例，加工区域AE的形状和尺寸不应限于此或由此限制。

激光装置LD(图1中所示)可以将激光束LB(图1中所示)照射到加工区域AE中的任意的斑点。斑点的位置可以由偏转器DF(图3中示出)确定。例如，偏转器DF(图3中示出)的第一镜可以确定斑点在X轴上的位置。偏转器DF(图3中示出)的第二镜可以确定斑点在Y轴上的位置。

第一斑点S1、第二斑点S2、第三斑点S3、第四斑点S4和第五斑点S5可以限定在加工区域AE中。第一斑点S1可以被定义为加工区域AE的中心区域。第一斑点S1的坐标可以是约(0，0)。第二斑点S2可以是在加工区域AE中距第一斑点S1最远的点，并且可以被定义为加工区域AE的边缘区域。第二斑点S2可以是在X轴上与第一斑点S1分开约50mm且在Y轴上与第一斑点S1分开约50mm的点。第二斑点S2的坐标可以是约(50，50)。第三斑点S3、第四斑点S4和第五斑点S5的坐标可以分别是约(36，35)、(0，50)和(50，0)。

图5A是示出了使用根据本公开的实施例的激光装置照射到加工区域的激光束的视图。图5B是示出了使用根据对比示例的激光装置照射到加工区域的激光束的视图。图5A和图5B中所示的斑点S1、S2、S3、S4和S5以及S1'、S2'、S3'、S4'和S5'中的每个的边界意指艾里斑(airy disk)。

图5A和图5B是测量斑点S1、S2、S3、S4和S5以及S1'、S2'、S3'、S4'和S5'中的每个中的像差的实验结果。也就是说，当所有激光束照射在斑点的边界内时，可以认为在斑点处没有像差。

根据本实施例的激光装置具有表1中所示的规格。当与根据本公开的激光装置相比时，根据对比示例的激光装置不包括设置在光源与偏转器之间的透镜(即，本公开的第一透镜组件LA1)。

在图5A和图5B中，使用相同的激光束。详细地，由光源照射的激光束具有约11mm的宽度、约1064nm的中心波长和约10nm的光谱带宽。

参照图5A，观察到激光束照射在斑点内。详细地，在第一斑点S1、第三斑点S3、第四斑点S4和第五斑点S5中，激光束照射在斑点的边界内。也就是说，在第一斑点S1、第三斑点S3、第四斑点S4和第五斑点S5中的每个中不发生像差。在第二斑点S2中，一些激光束照射到斑点的边界和外部，但是激光束中的大多数照射在斑点的边界内。也就是说，在作为边缘区域的第二斑点S2中发生轻微的像差。

因此，根据本实施例，在作为边缘区域的第二斑点S2中发生轻微的像差，然而，在其它斑点S1、S3、S4和S5中没有发生像差。

参照图5B，观察到在对比示例中，一些激光束照射在斑点外部。详细地，在对比示例中，照射到第一斑点S1'的激光束照射在第一斑点S1'的边界内。也就是说，在第一斑点S1'中没有发生像差。

照射到第二斑点至第五斑点S2'、S3'、S4'和S5'的一些激光束照射在每个斑点的边界外部。具体地，观察到照射到第二斑点S2'的激光束中的大量激光束照射在第二斑点S2'的边界外部。也就是说，在第二斑点至第五斑点S2'、S3'、S4'和S5'中发生的像差比在本公开的斑点中发生的像差大。

因此，根据对比示例，在除了作为中心区域的第一斑点S1'之外的其它斑点S2'、S3'、S4'和S5'中发生像差。

根据图5A和图5B中所示的实验结果，当与对比示例相比时，在本实施例中，在斑点S1、S2、S3、S4和S5中的每个中存在很少像差或没有像差。通过上述实验结果，观察到根据本实施例的激光装置具有比根据对比示例的激光装置高的精度。

图6A是示出了在图5A和图5B中所示的第一斑点S1和S1'(中心区域)处测量的激光束的斯特列尔比(Strehl ratio)的曲线图。图6B是示出了在图5A和图5B中所示的第二斑点S2和S2'(边缘区域)处测量的激光束的斯特列尔比的曲线图。

在图6A和图6B中，实线意指本实施例中的斯特列尔比，虚线意指对比示例中的斯特列尔比。在图6A和图6B中，X轴表示距斑点中心点的距离，Y轴表示斯特列尔比。在图6A和图6B中的每个中，由实线限定的区域和由虚线限定的区域相同。

参照图6A，在本实施例中，第一斑点S1(图5A中所示)的斯特列尔比的最大值为约1，在对比示例中，第一斑点S1'(图5B中所示)的斯特列尔比的最大值为约0.945。换句话说，本实施例中的加工区域的中心区域中的斯特列尔比的最大值比对比示例中的加工区域的中心区域中的斯特列尔比的最大值高。

参照图6B，在本实施例中，第二斑点S2(图5A中所示)的斯特列尔比的最大值为约0.858，在对比示例中，第二斑点S2'(图5B中所示)的斯特列尔比的最大值为约0.782。换句话说，本实施例中的加工区域的边缘区域中的斯特列尔比的最大值比对比示例中的加工区域的边缘区域中的斯特列尔比的最大值高。

图7A是示出了根据本公开的实施例的根据加工区域中的位置的激光束的斑点尺寸的视图。图7B是示出了根据对比示例的根据加工区域中的位置的激光束的斑点尺寸的视图。图7A和图7B的表中所示的值意指激光束的斑点尺寸的半径。激光束的斑点尺寸的单位是微米(μm)。

参照图7A，在本实施例中，激光束的斑点尺寸在中心区域(例如，第一斑点S1)中为约29.44微米，并且在边缘区域(例如，第二斑点S2)中为约32.00微米。在本实施例中，激光束的斑点尺寸在中心区域与边缘区域之间的变化为约2.56微米。另一方面，参照图7B，在对比示例中，激光束的斑点尺寸在中心区域中为约30.04微米，并且在边缘区域中为约44.82微米。在对比示例中，激光束的斑点尺寸在中心区域与边缘区域之间的变化为约14.78微米。

因此，观察到在本实施例中激光束的斑点尺寸在整个加工区域中是均匀的。根据本公开的实施例，激光装置LD可以将具有均匀的能量密度的激光束LB照射到设置在台ST上的基底SUB，因此，可以执行具有高完成度的激光加工操作(图1中所示)。

虽然已经描述了本公开的实施例，但是理解的是，本公开不应限于这些实施例，而是本领域普通技术人员可以在本公开的精神和范围内进行各种改变和修改。因此，所公开的主题不应限于在此所描述的任何单个实施例，本公开的范围应根据所附权利要求来确定。