TW201332237A - 檢查修正裝置、檢查修正方法及光纖雷射 - Google Patents

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Abstract

在將YDF用於激發源之脈衝振盪光纖雷射中，為了兼具高穩定性與擴大可調整之分散補償量，本發明提供一種光纖雷射，其特徵在於包括共振器、使雷射光之頻率調變之調頻部、擴展雷射光之脈寬之脈衝拉伸器、放大雷射光之放大器、及壓縮雷射光之脈寬之脈衝壓縮器，且上述脈衝壓縮器包含具備CFBG之第一分散補償部、及控制上述第一分散補償部之第一脈寬控制部，該雷射光之傳播路徑全部由光纖構成。

Description

檢查修正裝置、檢查修正方法及光纖雷射
本發明係關於一種檢查修正裝置、檢查修正方法及光纖雷射。
光纖雷射具有小型化、高穩定性、容易調整之特徵，近年來，增加了用於計測或加工用途之實例。脈衝振盪光纖雷射之基本構成係如專利文獻1(日本專利特開2007-25223號)或圖1所示，包含共振器1、調頻部2、脈衝拉伸器(pulse stretcher)3、放大器4、脈衝壓縮器(pulse compressor)5而構成。
自共振器1振盪之雷射光線100係由調頻器2調變成所需之頻率，且通過擴展脈寬之脈衝拉伸器3、放大器4、及使脈寬變窄之脈衝壓縮器5而向外部射出。於共振器1之激發源中較多使用摻雜有Er或Yb之光纖，將激發光導入至摻雜光纖，而形成反轉分佈，藉由受激發射而進行雷射振盪。
於通訊、計測領域之光源中，振盪波長為1550 nm左右之摻Er光纖(EDF：Er Doped Fiber)於加工用途方面較多使用增益較高之摻Yb光纖(YDF：Yb Doped Fiber)。YDF之振盪波長為1060 nm左右。自共振器1振盪之雷射因脈衝振盪而具有較高之峰值(峰值能量(peak energy))，若保持著短脈寬直接放大，則峰值會變得非常高，從而有損傷光纖之虞。因此，於利用放大器4進行放大之前以脈衝拉伸器3擴展脈寬，使峰值降低。以峰值降低後之狀態放大輸出，最 後利用脈衝壓縮器5使脈寬變窄，從而高峰值化而射出。
光纖中有分散，且具有光之傳播速度根據波長而不同之特徵。將短波長側之光較快地前進、長波長側之光較慢地前進之分散稱為異常分散，將短波長側之光較慢地前進、長波長側之光較快地前進之分散稱為正常分散。由於藉由雷射在共振器內傳播而使脈寬變寬，故為了以脈寬為數ps程度之短脈衝振盪，而必需進行分散補償(抑制脈寬之擴展)。於波長為1550 nm左右之頻帶內，由於EDF表示正常分散，SMF(Single Mode Fiber，單模光纖)表示異常分散，故在激發源中使用EDF之共振器中，藉由將EDF與SMF之長度調整為適當之長度，而可抵消彼此之分散，從而能以短脈寬振盪。然而，於波長為1060 nm左右，因YDF、SMF均表示正常分散，故在使用YDF作為激發源之共振器中，僅藉由調整YDF與SMF之長度無法進行分散補償，而使脈寬一直擴展(始終長波長側之光先前進)。
作為使用YDF之光纖雷射中之分散補償，較多地使用如專利文獻2(日本專利特開2009-252824號)或圖2所示之繞射光柵對6。脈衝雷射具有與脈寬相應之光譜寬度。例如，於中心波長為1060 nm、脈寬為70 fs之脈衝雷射中，具有±20 ns左右之光譜寬度，振盪波長頻帶為1040~1080 nm。由於若使雷射光線100入射至繞射光柵10、及繞射光柵11，則根據波長而以不同之角度繞射，故藉由調整繞射光柵之週期或向繞射光柵之入射角度，而可使長波長側之光以長於短波長側之光之光程長度傳播。此相當於賦予異常 分散，可藉由調節長波長側之光與短波長側之光之光程差而控制分散補償之大小。進而以鏡面12反射，且再次被繞射光柵11、繞射光柵10繞射，藉此可賦予較大之異常分散。藉由調節鏡面12之角度，可使雷射光線100沿與入射方向不同之方向傳播，從而可使光程分支。
繞射光柵對6不僅用於共振器1中之分散補償，而且亦多用於脈衝壓縮器5。就原理而言，可壓縮至由脈衝拉伸器3擴展前之脈寬。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-25223號
[專利文獻2]日本專利特開2009-252824號
根據專利文獻1及專利文獻2所記載之方法，藉由調節繞射光柵對間之距離，可使光程差變化，故可控制補償之分散之大小，而能在較寬之範圍內調節最終射出之脈衝雷射之脈寬。然而，因均於導入至脈衝壓縮器之時間點時一次性射出至外部空間，故降低了光纖雷射之高穩定性之特徵。又，由於繞射光柵中亦產生能量損失(energy loss)，故必需進一步之高輸出化。
分散補償之方法係除了使用繞射光柵對之方法亦外，亦有使用圖3所示之CFBG(Chirped Fiber Bragg Grating，啁啾布拉格光纖光柵)之方法。又，於圖4中表示通常之 FBG(Fiber Bragg Grating，布拉格光纖光柵)之構成。圖4中表示有光纖之纖芯15與纖殼17，而未圖示被覆。藉由利用紫外線使纖芯15曝光，而形成繞射光柵16b。根據該繞射光柵16b之週期與纖芯15之折射率決定布拉格波長λB，入射至光纖之光中，僅與布拉格波長λB為相同波長之光由FBG反射，除此以外之波長之光透過FBG。
於圖3所示之CFBG之構造之說明圖中，使繞射光柵16a之週期根據位置而變化，且使布拉格波長根據位置而變化。例如，如圖3所示，若使用「布拉格波長λB1<布拉格波長λB2」之CFBG，則可使長波長側之光較短波長側之光傳播更長之距離，此相當於賦予異常分散。若使用CFBG，則無需射出至外部空間，故可維持高穩定性。然而，CFBG中可補償之分散之大小大致由形成有繞射光柵之位置與其週期唯一地決定，故可調整之分散補償之範圍較窄。
若對本申請案所揭示之發明中之代表性者之概要加以簡單說明，則如下所述。
(1)一種光纖雷射，其特徵在於包括：共振器、使雷射光之頻率調變之調頻部、擴展雷射光之脈寬之脈衝拉伸器、放大雷射光之放大器、及壓縮雷射光之脈寬之脈衝壓縮器，且上述脈衝壓縮器包含具備CFBG之第一分散補償部、及控制上述第一分散補償部之第一脈寬控制部，該雷射光之傳播路徑全部由光纖構成。
本發明可提供一種光傳播之路徑全部由光纖構成、且可調整光纖分散之大小之具有高穩定性之雷射加工裝置。
使用圖對本發明之實施形態之一例進行說明。
圖5係本發明之光纖雷射之概略構成圖。
圖5中所記載之光纖雷射係大致包含共振器110、調頻部111、脈衝拉伸器112、放大器113、及脈衝壓縮器114而構成。
對共振器110之構成進行說明。自LD(Laser Diode，雷射二極體)20向YDF101a供給激發光。LD20之振盪波長為980 nm，最大輸出為200 mW。來自LD20之射出光係通過SMF102而射出，融著連接於WDM耦合器21a(WDM：Wavelength Division Multiplexing，波分多工)並合波。SMF102之對應波長為980 nm~1600 nm，纖芯直徑為6.2 μm，纖殼直徑為125 μm，被覆直徑為245 μm。又，WDM耦合器21a之合波波長為980 nm與1060 nm。WDM耦合器21a融著連接於YDF101a，自LD20射出之激發光被供給至YDF101a，而形成反轉分佈。YDF101a之纖芯直徑為6.5 μm，纖殼直徑為125 μm，被覆直徑為245 μm，光纖長為2 m，吸收中心波長為980 nm，吸收率為250 dB/m，因受激發射而放大之雷射之中心波長為1060 nm。
YDF101a融著連接於循環器22a，進而循環器22a融著連接於過飽和吸收體鏡面23。過飽和吸收體鏡面23之對應波 長為1060 nm，緩和時間為500 fs，吸收率為40%。過飽和吸收體鏡面對於強度較弱之入射光，作為吸收體發揮功能，而對於強度較高之入射光，作為吸收體之能力飽和而作為透明體發揮功能。亦即，藉由使振盪之雷射入射至過飽和吸收體鏡面23，而吸收強度較低之CW(continuous wave，連續波)成分，從而促進脈衝振盪，產生鎖模(mode lock)振盪。循環器22a融著連接於循環器22b，循環器22b融著連接於分散補償機構24。又，分散補償機構24係由脈寬控制機構31a控制。
圖6係分散補償機構24與脈寬控制機構31a之說明圖。
分散補償機構24係包含CFBG35a、硬質橡膠板36a、及積層型壓電元件37a而構成，且循環器22b與CFBG35a係藉由SMF102而融著連接。積層型壓電元件37a由脈寬控制機構31a控制。CFBG35a係基於對應波長為1060 nm之SMF而製作，且全長為10 cm，刻有繞射光柵之長度為1 mm，繞射光柵之間距係自364.7 nm連續變化至366.2 nm，啁啾率(繞射光柵間距之變化率)為15 nm/cm。在CFBG35a之靠近循環器22b之方向刻有短間距之繞射光柵，且以隨著自循環器22b遠離而使繞射光柵之間距變長之方式刻有繞射光柵。藉此，可使長波長側之光較短波長側之光傳播更長之距離。此相當於賦予異常分散，且可使正常分散中所擴展之脈寬變窄。
CFBG35a接著於硬質橡膠板36a，若硬質橡膠板36a變形，則CFBG35a亦根據其變形而伸縮。進而，硬質橡膠板 36a接著於積層型壓電元件37a，且硬質橡膠板36a亦根據積層型壓電元件37a之變形而變形。積層型壓電元件37a根據脈寬控制機構31a之訊號而沿X軸方向伸縮，CFBG35a亦根據其變形而伸縮。藉此，使刻於CFBG35a上之繞射光柵之間距與位置變化，從而可調節補償之分散之大小。例如，藉由對CFBG35a施加0.15 GPa之拉伸應力，而可將CFBG35a之全長僅拉伸0.2%。
圖5中，循環器22b係融著連接於光纖耦合器25。光纖耦合器25進而融著連接於隔離器26與調頻部111。光纖耦合器25之分支比為70%：30%，輸出比率為30%之埠融著連接於調頻部111，輸出比率為70%之埠融著連接於隔離器26。光纖耦合器25、隔離器26之對應波長均為1060 nm。隔離器26係融著連接於WDM耦合器21a，系統整體上構成環型共振器。作為共振器110整體之光纖長為20 m，自光纖耦合器25之輸出比率為70%之埠振盪波長1060 nm、輸出2 mW、脈寬5 ps、頻率10 MHz之脈衝雷射。
調頻部111係使用AO(Acousto-optics，聲光)調變脈衝檢測器等。對應波長為700~1064 nm，上升時間為7 ns以下。藉由調頻部111將頻率由10 MHz調變成10 KHz。
於圖7中表示脈衝拉伸器112之放大圖。於脈衝拉伸器112中使用CFBG28。CFBG28係基於對應波長為1060 nm之SMF而製作，全長為20 cm，刻有繞射光柵之長度為10 cm，繞射光柵之間距係自364.7 nm連續變化至366.2 nm，啁啾率為0.15 nm/cm。在CFBG28之靠近循環器22c之方向 上刻有長間距之繞射光柵，且以隨著自循環器22c遠離而使繞射光柵之間距變短之方式刻有繞射光柵。藉此，可使短波長側之光較長波長側之光傳播更長之距離。此相當於賦予異常分散，且藉由擴展脈寬而使峰值降低。於脈衝拉伸器112中，將脈寬擴展至1 ns，並向放大器113傳播。
於圖5中，放大部113包含YDF101b、WDM耦合器21b、21c、21d、及LD29a、29b、29c。YDF101b之纖芯直徑為6.5 μm，纖殼直徑為125 μm，被覆直徑為245 μm，光纖長為6 m，吸收波長為980 nm，吸收率為250 dB/m。LD29a、29b、29c之振盪波長為980 nm，輸出為1 W，且通過SMF射出。WDM耦合器21b、21c、21d之合波波長為980 nm與1060 nm。YDF101b與LD29a係經由WDM耦合器21b而融著連接，YDF101b與LD29b係經由WDM耦合器21c而融著連接，YDF101b與LD29c係經由WDM耦合器21d而融著連接。由共振器110振盪之脈衝雷射係藉由通過形成有反轉分佈之YDF101b，而放大至輸出為0.5 W。
圖8係脈衝壓縮器114之構成圖。脈衝壓縮器114具備分散補償機構30、及脈寬控制機構31b而構成。分散補償機構30包含CFBG35b、硬質橡膠板36b、及積層型壓電元件37b，而循環器22d與CFBG35b係藉由SMF102而融著連接。
CFBG35b係由LMA(Large Mode Area，大模場面積)光纖製作而成。LMA光纖係可藉由抑制向光纖之入射NA(Numerical Aperture，數值孔徑)而保持單模並擴大纖 芯直徑之光纖，即使大輸出之雷射光通過亦不易產生損傷。LMA光纖之纖芯直徑為30 μm，纖殼直徑為250 μm，被覆直徑為400 μm。CFBG35b之全長為20 cm，刻有繞射光柵之長度為10 cm，繞射光柵之間距在364.7 nm~366.2 nm之間連續變化，啁啾率為0.15 nm/cm。在CFBG35b之靠近循環器22d之方向上刻有短間距之繞射光柵，且以隨著自循環器22d遠離而使繞射光柵之間距變長之方式刻有繞射光柵。藉此，可使長波長側之光較短波長側之光傳播更長之距離，且可使脈寬變窄。
CFBG35b接著於硬質橡膠板36b，若硬質橡膠板36b變形，則CFBG35b亦根據其變形而伸縮。進而，硬質橡膠板36b接著於積層型壓電元件37b，且硬質橡膠板36b亦根據積層型壓電元件37b之變形而變形。積層型壓電元件37b根據脈寬控制機構31b之訊號而伸縮，CFBG35b亦根據其變形而伸縮。藉此，可使刻於CFBG35b上之繞射光柵之位置變化，從而可控制壓縮後之脈寬。例如，藉由將CFBG35b之長度拉伸0.1 mm，而可使脈寬僅擴展1 ps。
於圖5中，自準直器(collimator)32射出已受到脈衝壓縮之脈衝雷射光。最後，振盪波長1060 nm、輸出0.5 W、脈寬10 ps、脈衝能量50 μJ、頻率10 kHz之脈衝雷射。圖6中，關於分散補償機構24、脈寬控制機構31a之構成，已使用硬質橡膠板36a、積層型壓電元件37a使CFBG35a伸縮之例進行了說明，但亦可利用如圖9、圖10、圖11之方法控制分散補償之大小。圖9、圖10、圖11係表示分散補償 機構之變形例之圖。
圖9中，CFBG35a之未融著連接於循環器22b之前端部係連接於馬達45。脈寬控制部31a藉由控制馬達45之轉矩而對CFBG35a施加拉伸應力，從而使CFBG35a伸縮。拉伸應力為0.1~1 Gpa之範圍。由於可直接控制對CFBG35a施加之拉伸應力，故可精密地控制拉伸應力。
圖10中，對藉由使CFBG35a接近於微加熱器46a而控制分散補償之大小之例進行說明。微加熱器46a之溫度由脈寬控制機構31a控制，可控制在30度~200度之間。由於CFBG35a之折射率與溫度成比例，故藉由利用微加熱器46a使CFBG35a變暖，而可使布拉格波長根據位置變化，從而可控制補償之分散之大小。又，藉由加熱CFBG35a而產生熱膨脹，從而可使刻於CFBG35a之繞射光柵之間距與位置變化，藉由亦可控制補償之分散之大小。圖10中，CFBG35a根據位置而變暖之溫度不同，且根據位置而變化之折射率、熱膨脹之大小不同。CFBG35a與微加熱器46a之間之距離為10 mm~100 mm程度之範圍。
如圖11所示，亦可平行配置棒狀之微加熱器46b與CFBG35a。於圖11之情形時，由於使CFBG35a變暖之溫度大致均勻，故容易控制CFBG35a之溫度。
此處，雖然對分散補償機構24、脈寬控制機構31a進行了說明，但關於分散補償機構30、脈寬控制機構31b，亦可應用如圖9、圖10、圖11之方法。
以上，雖然對光傳播之路徑全部由光纖構成之光纖雷射 進行了說明，但YDF101a、101b之長度或吸收率、WDM耦合器21a、21b、21c、21d之合波波長等之規格並不限定於本實施例所記載之數值。
於圖12中表示光源中使用有本發明之光纖雷射之有機EL基板之檢查修正裝置之構成作為搭載有本發明之光纖雷射之加工裝置之一例，於圖13中表示作為檢查修正之對象之有機EL基板(底部發光)之概略構成圖，於圖14中表示修正有機EL基板之非點亮像素之原理之說明圖。
圖12中，有機EL基板之檢查修正裝置係大致包含缺陷檢查部120、修正部121、系統控制部122、及驅動部123a、123b而構成。
於本實施例中，有機EL基板50之構造係圖13所記載之底部發光構造，且有機EL基板50之大小為1300 mm×1500 mm。又，進行檢查修正之步驟係以樹脂、玻璃密封前之步驟之情形為一例進行說明。於密封前之階段，由於有機發光層露出，故為了防止有機發光層之劣化，框體內部之環境係由乾燥之氮氣等惰性氣體充滿。又，有機EL基板50中形成有用於統一點亮所有像素之供電配線，在實施點亮檢查時檢測出之非點亮像素之座標、數量之資訊係儲存於系統控制部122。
如圖13所示，底部發光型之有機EL基板係如下構造：於玻璃基板70上形成TFT層71(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)，且於其上積層透明電極72、有機發光層73、金屬電極74、絕緣層75，並以樹脂76與密封玻璃77密封。於透 明電極72與金屬電極74間施加電壓，藉由在有機發光層73之內部使電子與電洞結合而發光。底部發光型係自玻璃基板70側提取光78之構造。底部發光型因必需自TFT電路形成部以外之區域提取光，故開口率較低，但由於係對大型化有利之構造，故底部發射型多使用於電視等大型面板。
有機發光層73之膜厚為100 nm左右，超薄係有機EL面板之特徵。於製造製程之中途，若因裝置發塵等導致混入異物80而使透明電極72與金屬電極74短路，則停止向有機發光層73供給電流，且異物混入像素79變為非點亮。伴隨著有機EL基板之大型化，每片基板之異物數增加，且非點亮像素增多，故為了提高良率，修正非點亮像素之需求高漲。
於圖14中僅抽出非點亮像素79而表示。然而，由於在被樹脂、玻璃密封前之階段進行修正，故不存在樹脂76與密封玻璃77。非點亮像素79為非點亮之理由係因異物80而導致發生短路。只要自透明電極72側以顯微鏡放大觀察非點亮像素79並確定異物80之座標，對異物存在部位照射脈衝雷射，從而加工去除金屬電極74之一部分81即可。藉此，雖然非點亮像素79之一部分81依舊未發光，但因消除了短路，故像素之未加工去除之部分再發光。例如，於相對於像素尺寸為240 μm×80 μm之像素僅加工去除Φ10 μm左右之大小之金屬電極74之情形時，成為未發光之面積為1個像素之0.4%，人的眼睛無法判別。
若對非點亮像素79照射脈衝雷射，而加工去除金屬電極 74之一部分81，則消除異物80引起之短路，但根據雷射照射條件，有可能會加工去除至下層之有機發光層73或透明電極72。雖然即便加工至下層亦可消除異物80引起之短路，但增加了加工飛散物，該等飛散至周圍而導致有產生新的缺陷之虞。又，由於異物本身亦向周圍飛散，故修正後之面板之可靠性上存在隱患。亦即，最理想的是僅加工去除表層之金屬電極74。為了僅加工去除表層，而要求照射脈寬為數十ps程度之超短脈衝雷射。雖然固體雷射中存在大量脈寬為數十ps~fs之光源，但輸出穩定性上存在隱患，故線路中可滿足使用之光源較少。本發明之光纖雷射因雷射光傳播之所有路徑由光纖構成，故具有較高之穩定性，且可控制脈寬，因此適合於有機EL基板之檢查修正裝置之光源。
其次，使用圖12說明有機EL基板之檢查修正裝置之概略構成。缺陷檢查部120包含區域感測器(area sensor)55a、成像透鏡56a、半鏡面(half mirror)57a、物鏡58a、及燈59，修正部121係包含光纖雷射130、擴展器(expander)60、均化器(homogenizer)61、光罩62、光罩載台63、成像透鏡56b、56c、半鏡面57b、物鏡58b、及區域感測器55b而構成。
載台51係空氣懸浮式載台，使有機EL基板50沿X軸、Y軸方向移動。又，於載台51下部存在缺口52，缺陷檢查部120係通過缺口52，而配置於有機EL基板50之鉛垂下方，修正部121係配置於有機EL基板50之鉛垂上方。缺陷檢查 部120之光軸與修正部121之光軸大致一致，且焦點位置在有機EL基板50之有機發光層中大致一致。區域感測器55a、55b、光罩62係配置於與有機EL基板50之有機發光層共軛之位置上。雖然於下文中敘述，但半鏡面57b只要僅於用以使缺陷檢查部120與修正部121之光軸與焦點位置一致之初始調整時、或定期維護時配置即可。
缺陷檢查部120藉由驅動部123a於X軸、Y軸、Z軸方向上移動，修正部121藉由驅動部123b於X軸、Y軸、Z軸方向上移動。此時，驅動部123a、123b係同步地使缺陷檢查部120與修正部121移動，以便使缺陷檢查部120與修正部121之光軸、焦點位置一致。此時，缺陷檢查部120與修正部121既可藉由開環控制移動，亦可一面以雷射位移系統(未圖示)測定位移一面藉由閉環控制移動。又，於雷射位移系統中之測定結果為產生有光軸偏移之情形時，只要僅反饋其偏移量而移動即可。例如，若缺陷檢查部120之光軸相對於修正部121之光軸僅向X軸方向偏移「+1 μm」，則只要對缺陷檢查部120之移動座標僅添加「-1 μm」之修正並使其移動即可。
對於區域感測器55a、55b只要使用例如彩色CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)相機：XCL-5005CR等即可。像素數為2448×2050，像素尺寸為3.45 μm×3.45 μm。物鏡58a之NA為0.55，光學倍率為100倍。燈59為鹵素燈。
光纖雷射130係脈衝振盪之光纖雷射，波長為1060 nm，脈寬為10 ps，最大輸出為50 μJ/脈衝，重複頻率為10 kHz。 藉由使用機械快門(未圖示)或電子式快門(未圖示)，而可僅提取1脈衝。物鏡58b之NA為0.5，光學倍率為100倍。
自光纖雷射130照射之雷射光線100係由擴展器60放大，且由均化器61轉換成大致均勻之強度分佈，而照射至光罩62。於照射至光罩62之時間點時，雷射光線100之直徑為3 mm。經由成像透鏡56c與物鏡58b，將刻於光罩62之圖案縮小投影至有機EL基板50。
光罩載台63之驅動方向為X軸、Y軸方向，使光罩62於X軸、Y軸方向上移動。光罩62中存在圓形、環形等不同形狀、大小之開口，藉由利用光罩載台63使光罩62移動，而可將縮小投影至有機EL基板50之像之形狀變更為圓形或環形，又，亦可變更大小。例如，於Φ0.3 μm左右之大小之缺陷之情形時，選擇直徑1.0 mm之圓形開口，且於有機EL基板50之異物存在部位加工直徑為10 μm左右之圓形，而於Φ2 μm左右之大小之缺陷之情形時，選擇直徑為2.0 mm之圓形開口，且於有機EL基板50之異物存在部位加工直徑為20 μm左右之圓形。
為使缺陷檢查部120與修正部121之光軸與焦點一致，於初始出貨時或定期維護時，進行以下調整。
圖15係用以使缺陷檢查部與修正部之光軸與焦點位置一致之調整方法之說明圖。將透明有機EL基板85搬送至載台51，並將透明有機EL基板85點亮，進行光軸與焦點位置之調整。通常之有機EL基板係如圖13所示，以透明電極72與金屬電極74夾持有機發光層73，而自透明電極72側提取 光，但透明有機EL基板係以透明電極彼此夾持有機發光層，故可於兩個方向提取光。
自修正部121側經由半鏡面57b、成像透鏡56b、及區域感測器55b觀察透明有機EL基板85。一面確認區域感測器55a、55b之圖像，一面使缺陷檢查部120與修正部121於Z方向上移動，使焦點位置與透明有機EL基板85之有機發光層一致。再者，為了使光軸一致，而使缺陷檢查部120與修正部121於X軸、Y軸方向上移動，以檢測透明有機EL基板85之相同區域之方式進行調整。此時，若預先於透明有機EL基板85中形成有複數個大小不同或形狀不同之像素，則易於確認缺陷檢查部120與修正部121之檢測區域一致之情況。
於調整時為了亦自修正部121側取得圖像而必需半鏡面57b，但因於脈衝雷射照射時半鏡面57b會導致產生能量損失，故於調整時以外撤離半鏡面57b。
即便不使用透明有機EL基板85，亦可使用於玻璃基板上以鉻等形成圖案之試樣，而進行光軸、及焦點位置之調整。
圖16係用以使缺陷檢查部與修正部之光軸與焦點位置一致之調整方法之說明圖。此處，表示未使用透明有機EL基板85之調整方法。利用修正部121之物鏡58b形成點像86。點像之大小為Φ2 μm(1/e2)。繼而，使缺陷檢查部120於X軸、Y軸、Z軸方向上移動，且使缺陷檢查部120之焦點位置與點像86之座標一致，藉此亦可使光軸、焦點位置一 致。該方法中，由於無需準備透明有機EL基板85，又，無需用以取得透明有機EL基板85之圖像之區域感測器55b、成像透鏡56b、半鏡面57b，故可使裝置構成簡化。
使用圖17進行缺陷檢查部120之動作流程之說明。
若將有機EL基板50搬送至缺陷檢查部120，則進行有機EL基板50之對準(步驟150)。此時，將物鏡58a替換成光學倍率10倍、NA0.28之透鏡，而擴大視野。基於系統控制部122之指令，以使非點亮像素之周邊大致進入缺陷檢查部120之視野內之方式移動有機EL基板50、缺陷檢查部120、及修正部121(步驟151)，並將物鏡58a替換成NA0.55、光學倍率100倍之透鏡而進行精確對準(步驟152)。此時，有機EL基板50與缺陷檢查部120、修正部121既可分別於X方向、Y方向上移動，亦可僅於互相正交之單軸方向上移動。
圖18係有機EL基板50之平面圖、及非點亮像素90與其周邊部之放大圖。於圖18之情形時，紅(R)發光像素非點亮，且鄰接有綠(G)發光像素91、藍(B)發光像素92，正常之紅發光像素90'、綠發光像素91'、及藍發光像素92'並列。此處，關於像素尺寸，紅、綠、藍發光像素均為80 μm×240 μm。非點亮像素90內存有異物94。
取得發光色與非點亮像素90相同之紅發光像素90’之圖像(步驟153)。以使非點亮像素90或其周邊部大致進入缺陷檢查部120之視野內之方式，移動有機EL基板50、缺陷檢查部120、及修正部121(步驟154)，而取得非點亮像素90之 圖像(步驟155)。由於區域感測器55a之視野為85 μm×70 μm左右，故只要將1個像素分成4個檢測範圍93a~93d、93a'~93d'進行圖像取得，且將該等合併而生成相當於1個像素之圖像即可。以使非點亮像素90成為合併後之圖像之大致中心之方式進行位置對準而個別地取得4個圖像。此時，亦可取得非點亮像素90以外之區域之圖像。
藉由進行非點亮像素90之圖像與紅發光像素90'之圖像之位置對準(步驟156)，並取得差分圖像(步驟157)，而可強調異物94。對差分圖像進行預先決定之閾值處理(步驟158)，將閾值以上之亮度值者作為缺陷而抽出(步驟159)。於圖18之例中紅、綠、藍發光像素全部為相同之大小，但由於像素之大小因紅、綠、藍發光之像素而異，故較理想為取得相同發光色之像素彼此之差分圖像。
於系統控制部122中基於缺陷檢查部120之結果而判定可否修正非點亮像素90。使用圖19進行判定可否修正之流程之說明。
使用如圖17所示之方法且基於由缺陷檢查部120檢查出之結果，確認非點亮像素90中有無異物(步驟160)。此時，若未檢測出異物，則因TFT層形成步驟中之不良等異物混入以外之因素而導致像素變為非點亮，故判定為該像素無法修正。
於步驟160中判定為有異物之情形時，確認異物之存在部位(步驟161)。若根據異物之位置進行雷射照射，則像素驅動電路或配線圖案等之部分亦有可能被雷射照射到，於 該情形時，於像素驅動電路或配線圖案等之部分會產生損傷，從而有可能產生由電路引起之其他缺陷。對此，確認異物存在之部位，且基於預先儲存於系統控制部122等中之匯總有可否對有機EL基板50之各部位照射雷射之資料庫等之設計資訊，於因雷射照射而產生由電路引起之缺陷之情形時，亦判定為該像素無法修正。於該情形時，亦可藉由例如以使用者之視覺進行確認，而判定異物之位置是否為可照射雷射之位置。
於在步驟161中判定為YES(是)之情形時，基於檢測圖像或差分圖像而進行異物之分類(步驟162)、及尺寸設定(步驟163)。亦存在根據異物之種類或大小而無法修正之情形，且於該異物確實致命之情形時，亦判定為該像素無法修正(步驟164)。此處，亦可基於預先儲存於系統控制部122等中之匯總有異物種類及大小等與可否修正之關係性之資料庫等資訊，判定是否有無法修正且致命之異物。
由於在非點亮像素90中存在複數種異物之情形時對所有異物進行雷射照射，故非點亮像素90中成為非發光之面積增大。又，於異物尺寸較大之情形時，為了消除電極間短路而必需以較大之形狀對非點亮像素90進行加工，故於該情形時成為非發光之面積亦增大。形成有Φ5 μm之加工痕跡之情形時之非發光面積為19.6 μm2，形成有Φ10 μm之加工痕跡之情形時之非發光面積為78.5 μm2。於將因雷射照射而導致成為非發光之面積之容許值規定為像素整體之0.5%以下之情形時，於像素尺寸為80 μm×240 μm時，若非 發光面積超過96 μm2，則判定為該像素無法修正。
如上所述，由於必需將成為非發光之面積抑制為一定值以下，故即便於因雷射照射而導致成為像素內之非發光之面積為規定值以上之情形時，亦判定為該像素無法修正(步驟165)。成為非發光之面積之規定值例如既可為使用者所設定之值，亦可設為使用預先儲存於例如系統控制部122等中之閾值。
藉由上述修正可否判定流程，於判定為該像素可修正之情形時，轉至下述修正步驟(步驟166)。
使用圖20進行修正部121之動作流程之說明。
使異物94移動至缺陷檢查部120之視野中心(步驟170)。基於異物94之座標或大小等資訊決定光罩62之形狀、大小(步驟171)。
圖21表示對有機EL基板之金屬電極使用Al之情形之脈寬與熱擴散長之關係。
熱擴散長係表示於脈衝雷射照射後熱擴散至何處者，且與材質之熱擴散率及時間之積之平方根成比例。由圖表可知，脈寬越短則熱擴散長越短，熱僅於表層傳遞。例如，由於脈寬為30 ps時之熱擴散長為100 nm左右，故於Al之膜厚為100 nm之情形時，為了僅加工去除表層之Al，而認為照射脈寬為30 ps左右之脈衝雷射最佳。於照射其以上之長度之脈寬之脈衝雷射之情形時，熱會擴散至Al之下層，故有加工去除至下層之虞。
另一方面，若脈寬過短，則熱未傳遞至Al膜之下方，而 有無法完全加工去除，從而未消除短路之虞。由此，根據修正之有機EL基板之層構造、膜厚、金屬電極材料，基於例如像圖21之預先規定之脈寬與熱擴散長之關係圖之資料庫而決定最佳之脈寬(步驟172)。
為了調整為最佳之脈寬，而藉由控制光纖雷射130之由脈衝壓縮器補償之分散之大小，以最佳之脈寬進行雷射照射之方式進行調節(步驟173)。例如，於修正金屬電極Al之膜厚為200 nm之有機EL基板之情形時，由於脈寬為100 ps左右為最佳，故以使向CFBG35b之拉伸應力為1.0 GPa之方式自脈寬控制部31b向基層型壓電元件37b發送控制訊號，且調節分散補償之大小。決定照射能量等照明條件(步驟174)，而進行雷射照射(步驟175)。
例如，若光罩62之形狀為直徑250 μm之圓形，則以0.1 mJ/脈衝之照射能量進行雷射照明，若光罩62之形狀為直徑500 μm之圓形，則以0.2 mJ/脈衝之照射能量進行雷射照明。雖然因光罩62之非開口部或成像透鏡56c、物鏡58b之透過率而導致產生照射能量之損失，但可以使非點亮像素90中之照射能量密度為2.0 J/cm2~10.0 J/cm2之範圍之方式調整照射能量。於像素內存在複數種異物之情形時，判定是否已進行所有異物之修正(步驟176)，若存在未修正之異物，則對其他異物再次進行「步驟170~175」(步驟177)。若所有異物修正完畢，則對下一個非點亮像素進行檢查修正(步驟178)。
於本實施例中，雖然以於有機EL基板被樹脂與密封玻璃 密封前之步驟中進行檢查修正之一例進行了說明，但亦可於有機EL基板製造步驟之任一步驟中進行檢查修正。例如，亦可進行樹脂、玻璃密封，且於針對每個面板切斷後進行檢查修正。於該情形時，因操作基板之大小變小，故可縮小裝置所占面積。
又，於在樹脂、玻璃密封步驟前進行檢查修正之情形時，亦可對雷射照射部吹刮He氣體等輔助氣體(assist gas)，而抑制熔融飛散物之飛散。或者，亦可於雷射照射部附近配置吸管，而吸引熔融飛散物。由於存在因熔融飛散物向周圍飛散而導致產生新的缺陷之可能性，故藉由以輔助氣體抑制飛散物之量，或以吸管吸引飛散物，而可降低新缺陷產生之概率。
於本實施例中以底部發光構造之有機EL基板為前提進行了說明，但亦可檢查修正頂部發光(top emission)構造之有機EL基板。於檢查修正頂部發光構造之有機EL基板之情形時，只要將缺陷檢查部120設置於有機EL基板50之上方，將修正部121設置於有機EL基板50之下方即可。
雖然以有機EL基板50之大小為1300 mm×1500 mm之例進行了說明，但玻璃基板之大小不必限定於此。
關於缺陷檢查部120，以物鏡58a之NA為0.55、光學倍率為100倍、區域感測器55a之像素數為2448×2050、像素尺寸為3.45 μm×3.45 μm之例進行了說明，但不必限定於此。
關於修正部，以光纖雷射130之波長為1060 nm、脈寬為 10 ps、物鏡58b之NA為0.5、光學倍率為100倍、區域感測器55b之像素數為2448×2050、像素尺寸為3.45 μm×3.45 μm之例進行了說明，但不必限定於此。
又，檢查修正裝置內之環境亦可由乾燥氮氣充滿。
1‧‧‧共振器
2‧‧‧調頻部
3‧‧‧脈衝拉伸器
4‧‧‧放大器
5‧‧‧脈衝壓縮器
6‧‧‧繞射光柵對
10‧‧‧繞射光柵
11‧‧‧繞射光柵
12‧‧‧鏡面
15‧‧‧纖芯
16a‧‧‧CFBG之繞射光柵
16b‧‧‧CFBG之繞射光柵
17‧‧‧纖殼
20‧‧‧LD
21a‧‧‧WDM耦合器
21b‧‧‧WDM耦合器
21c‧‧‧WDM耦合器
21d‧‧‧WDM耦合器
22a‧‧‧循環器
22b‧‧‧循環器
22c‧‧‧循環器
22d‧‧‧循環器
23‧‧‧過飽和吸收體鏡面
24‧‧‧分散補償機構
25‧‧‧光纖耦合器
26‧‧‧隔離器
28‧‧‧CFBG
29a‧‧‧LD
29b‧‧‧LD
29c‧‧‧LD
30‧‧‧分散補償機構
31a‧‧‧脈寬控制機構
31b‧‧‧脈寬控制機構
32‧‧‧準直器
35a‧‧‧CFBG
35b‧‧‧CFBG
36a‧‧‧硬質橡膠板
36b‧‧‧硬質橡膠板
37a‧‧‧積層型壓電元件
37b‧‧‧積層型壓電元件
40‧‧‧CFBG之繞射光柵
45‧‧‧馬達
46a‧‧‧微加熱器
46b‧‧‧微加熱器
50‧‧‧有機EL基板
51‧‧‧載台
52‧‧‧缺口
55a‧‧‧區域感測器
55b‧‧‧區域感測器
56a‧‧‧成像透鏡
56b‧‧‧成像透鏡
56c‧‧‧成像透鏡
57a‧‧‧半鏡面
57b‧‧‧半鏡面
58a‧‧‧物鏡
58b‧‧‧物鏡
59‧‧‧燈
60‧‧‧擴展器
61‧‧‧均化器
62‧‧‧光罩
63‧‧‧光罩載台
70‧‧‧玻璃基板
71‧‧‧TFT層
72‧‧‧透明電極
73‧‧‧有機發光層
74‧‧‧金屬電極
75‧‧‧絕緣層
76‧‧‧樹脂
77‧‧‧密封玻璃
78‧‧‧光
79‧‧‧非點亮像素
80‧‧‧異物
81‧‧‧加工去除之部分
85‧‧‧透明有機EL基板
86‧‧‧點像
90‧‧‧非點亮像素
90'‧‧‧紅發光像素
91‧‧‧綠發光像素
91'‧‧‧綠發光像素
92‧‧‧藍發光像素
92'‧‧‧藍發光像素
93a‧‧‧缺陷檢查部之視野
93a'‧‧‧缺陷檢查部之視野
93b‧‧‧缺陷檢查部之視野
93b'‧‧‧缺陷檢查部之視野
93c‧‧‧缺陷檢查部之視野
93c'‧‧‧缺陷檢查部之視野
93d‧‧‧缺陷檢查部之視野
93d'‧‧‧缺陷檢查部之視野
94‧‧‧異物
100‧‧‧雷射光線
101a‧‧‧YDF
101b‧‧‧YDF
102‧‧‧SMF
110‧‧‧共振器
111‧‧‧調頻部
112‧‧‧脈衝拉伸器
113‧‧‧放大器
114‧‧‧脈衝壓縮器
120‧‧‧缺陷檢查部
121‧‧‧修正部
122‧‧‧系統控制部
123a‧‧‧驅動部
123b‧‧‧驅動部
130‧‧‧光纖雷射
150‧‧‧缺陷檢查步驟
151‧‧‧缺陷檢查步驟
152‧‧‧缺陷檢查步驟
153‧‧‧缺陷檢查步驟
154‧‧‧缺陷檢查步驟
155‧‧‧缺陷檢查步驟
156‧‧‧缺陷檢查步驟
157‧‧‧缺陷檢查步驟
158‧‧‧缺陷檢查步驟
159‧‧‧缺陷檢查步驟
160‧‧‧修正可否判定步驟
161‧‧‧修正可否判定步驟
162‧‧‧修正可否判定步驟
163‧‧‧修正可否判定步驟
164‧‧‧修正可否判定步驟
165‧‧‧修正可否判定步驟
166‧‧‧修正可否判定步驟
170‧‧‧修正步驟
171‧‧‧修正步驟
172‧‧‧修正步驟
173‧‧‧修正步驟
174‧‧‧修正步驟
175‧‧‧修正步驟
176‧‧‧修正步驟
177‧‧‧修正步驟
178‧‧‧修正步驟
圖1係脈衝振盪光纖雷射之基本構成之說明圖。
圖2係使用繞射光柵對之分散補償之說明圖。
圖3係CFBG之構造之說明圖。
圖4係FBG之構造之說明圖。
圖5係本發明之光纖雷射之概略構成圖。
圖6係分散補償機構與脈寬控制機構之說明圖。
圖7係脈衝拉伸器之放大圖。
圖8係脈衝壓縮器之說明圖。
圖9係分散補償機構之說明圖。
圖10係分散補償機構之說明圖。
圖11係分散補償機構之說明圖。
圖12係光源中使用有本發明之光纖雷射之有機EL基板之檢查修正裝置之概略構成圖。
圖13係底部發光構造之有機EL基板之概略構成圖。
圖14係修正非點亮像素之方法之說明圖。
圖15係用以使缺陷檢查部與修正部之光軸與焦點位置一致之調整方法之說明圖。
圖16係用以使缺陷檢查部與修正部之光軸與焦點位置一致之調整方法之說明圖。
圖17係缺陷檢查部之動作流程圖。
圖18係有機EL基板之平面圖、及非點亮像素與其周邊部之放大圖。
圖19係判定可否修正非點亮像素之流程圖。
圖20係修正部之動作流程圖。
圖21係脈寬與熱擴散長之關係圖。
20‧‧‧LD
21a‧‧‧WDM耦合器
21b‧‧‧WDM耦合器
21c‧‧‧WDM耦合器
21d‧‧‧WDM耦合器
22a‧‧‧循環器
22b‧‧‧循環器
22c‧‧‧循環器
22d‧‧‧循環器
23‧‧‧過飽和吸收體鏡面
24‧‧‧分散補償機構
25‧‧‧光纖耦合器
26‧‧‧隔離器
28‧‧‧CFBG
29a‧‧‧LD
29b‧‧‧LD
29c‧‧‧LD
30‧‧‧分散補償機構
31a‧‧‧脈寬控制機構
31b‧‧‧脈寬控制機構
32‧‧‧準直器
101a‧‧‧YDF
101b‧‧‧YDF
102‧‧‧SMF
110‧‧‧共振器
111‧‧‧調頻部
112‧‧‧脈衝拉伸器
113‧‧‧放大器
114‧‧‧脈衝壓縮器
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向

Claims (17)

  1. 一種光纖雷射，其特徵在於包括：共振器，其包含作為光纖雷射之激發源之YDF；調頻部，其使由上述共振器振盪之雷射光之頻率調變；脈衝拉伸器，其擴展藉由上述調頻部調變後之雷射光之脈寬；放大器，其使藉由上述脈衝拉伸器擴展脈寬後之雷射光放大；及脈衝壓縮器，其壓縮藉由上述放大器放大後之雷射光之脈寬；且上述脈衝壓縮器包含具備CFBG之第一分散補償部、及控制上述第一分散補償部之第一脈寬控制部；該雷射光之傳播路徑全部由光纖構成。
  2. 如請求項1之光纖雷射，其中上述共振器包含具備CFBG之第二分散補償部、及控制上述第二分散補償部之第二脈寬控制部；且上述脈衝拉伸器具備CFBG。
  3. 如請求項1或2之光纖雷射，其中上述脈衝壓縮器之CFBG由LMA光纖構成。
  4. 如請求項1或2之光纖雷射，其中藉由利用上述脈衝壓縮器之上述第一脈寬控制部控制施加於上述第一分散補償部之CFBG之拉伸應力而控制脈寬。
  5. 如請求項1或2之光纖雷射，其中藉由利用上述脈衝壓縮 器之上述第一脈寬控制部控制上述第一分散補償部之CFBG之溫度而控制脈寬。
  6. 一種檢查修正方法，其特徵在於包括：保持面板並使其移動之步驟；缺陷檢查步驟，其檢查該面板之非點亮像素而檢測缺陷；判定步驟，其判定可否修正上述缺陷檢查步驟中所獲得之缺陷；及修正步驟，其藉由來自光纖雷射之雷射照射而修正由上述判定步驟判定為可修正之缺陷；且上述修正步驟中之雷射照射係使用如請求項1或2之光纖雷射而進行。
  7. 如請求項6之檢查修正方法，其中上述缺陷檢查步驟中之照射光之焦點位置及光軸與上述修正步驟中之雷射照射光之焦點位置及光軸一致。
  8. 如請求項6之檢查修正方法，其中於上述修正步驟中，來自該光纖雷射之雷射照射光之脈寬為可變。
  9. 如請求項6之檢查修正方法，其中於上述修正步驟中，來自該光纖雷射之雷射照射光之脈寬為10 ps~100 ps。
  10. 如請求項6之檢查修正方法，其中於上述修正步驟中，對面板照射圓形之雷射。
  11. 如請求項6之檢查修正方法，其中該面板為有機EL面板。
  12. 一種檢查修正裝置，其特徵在於包括： 載台，其保持面板並使其移動；缺陷檢查部，其檢查該面板之非點亮像素而檢測缺陷；判定部，其判定可否修正藉由上述缺陷檢查部所獲得之缺陷；及修正部，其藉由來自光纖雷射之雷射照射而修正藉由上述判定部判定為可修正之缺陷；且上述修正部之光纖雷射係如請求項1或2之光纖雷射。
  13. 如請求項12之檢查修正裝置，其中上述缺陷檢查部與上述修正部同步移動。
  14. 如請求項12之檢查修正裝置，其中上述光纖雷射之脈寬為可變。
  15. 如請求項12之檢查修正裝置，其中上述光纖雷射之脈寬為10 ps~100 ps。
  16. 如請求項12之檢查修正裝置，其中上述缺陷檢查部中之照射光之焦點位置及光軸與上述修正部之焦點位置及光軸一致。
  17. 如請求項12之檢查修正裝置，其中該面板為有機EL面板。
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