Как лазерите помагат за създаването на днешните ултратънки екрани с висока яркост? Възрастните хора може би си спомнят как изглеждаха античните телевизори. От големи, обемисти електронно-лъчеви тръби до днешните тънки, леки екрани, технологията на дисплеите се разви драматично.
Най-ранните телевизори и монитори с плосък панел са базирани на дисплеи с течни кристали (LCD). Тази технология представлява голям скок напред в сравнение със старите електроннолъчеви тръби.
Вътрешната структура на LCD дисплея обаче всъщност е доста сложна. LCD панелите не излъчват светлина сами по себе си, така че изискват подсветка, поляризатори и слой цветни филтри, за да произведат червени, зелени и сини елементи на картината. Всички тези фактори възпрепятстват възможността за миниатюризиране на устройството, особено ограничавайки гъвкавостта.
За постигане на по-тънки, по-гъвкави дисплеи, производителите разработиха технология за органични светодиоди (OLED). Всеки елемент на картината в AMOLED дисплей съдържа три излъчвателя (червен, зелен и син), така че не е необходимо фоново осветление. Освен това AMOLED дисплеите могат да бъдат много тънки, дори с дебелина от част от милиметъра. Това е общата дебелина след добавяне на други функционални слоеве, като функция за докосване и подобряване на контраста. Тъй като AMOLED дисплеите могат да бъдат направени толкова тънки, те дори биха могли да се огъват или сгъват.
Но създаването на толкова тънки дисплеи изправя производителите пред предизвикателства. Не забравяйте, че производителите правят много дисплеи едновременно върху един субстрат с размери около 1,5 метра на 1,9 метра и обработката на нещо, което е дебело само част от милиметъра при този размер, е непрактично. Обработването на нещо, което е едновременно голямо и тънко, е трудно. Също така е от решаващо значение субстратът на дисплея да остане много, много плосък през целия производствен процес. Отново, обработването на нещо, което е едновременно голямо и тънко, е трудно.
Тайната на създаването на ултратънки дисплеи
За да се справят с този проблем, производителите изграждат дисплеи върху по-дебели, по-твърди субстрати от "майка стъкло". Първата производствена стъпка е да се залепи тънкослоен полимерен слой към основния стъклен субстрат. Този полимерен слой ще се превърне в основата на готовия дисплей. След това върху полимерния субстрат се отлага силиций, последвано от ексимерно лазерно отгряване (ELA), поставяне на електронните вериги и накрая поставяне на другите композитни слоеве на дисплея.
Към края на този процес дисплеят се отделя от основния стъклен субстрат. В крайна сметка имате ултратънък дисплей.
Когато дисплеят е отделен от основния стъклен субстрат, производственият процес е почти завършен. В този момент по-голямата част от цената вече е включена в дисплея. Много е скъпо да се бракува частта на този етап. Това означава, че процесът на разделяне трябва да бъде прецизен и нежен.
По-специално трябва да се избягват две неща: Първо, процесът на разделяне не трябва да генерира значителни механични сили или напрежение, тъй като дисплеят е много крехък. Второ, процесът не трябва да причинява твърде много нагряване на дисплея, защото това може да повреди електрониката.
Ексимерните лазери правят производството на OLED осъществимо
Основните производители на AMOLED дисплеи в момента използват процес на разделяне, наречен лазерно повдигане (LLO). Преди да се използва LLO, целият панел трябва да се обърне, така че основният стъклен субстрат да е обърнат нагоре. След това светлината от високоимпулсен източник на енергия, ултравиолетов (UV) ексимерен лазер, се формира в тънък лъч. Този лъч се фокусира през стъклото точно на интерфейса между основния стъклен субстрат и тънкослойния полимерен субстрат, съдържащ електрическата верига на дисплея.
Лъчът бързо сканира цялата площ на основния стъклен субстрат. Въпреки че UV светлината преминава през стъклото, тя се абсорбира силно от лепилото между основния стъклен субстрат и полимера, както и от самия полимер. Топлината от лазера изпарява лепилото почти моментално, отделяйки дисплея от основния стъклен субстрат. Но това е, което искаме, лазерът почти не прониква в полимерния субстрат на дисплея, така че не генерира много топлина в дисплея. Схемата на дисплея не се влияе от LLO процеса.
Подобно на ELA, ексимерните лазери осигуряват идеален източник на светлина за LLO. Има две основни причини: Първо, ексимерните лазери произвеждат импулси с по-висока енергия в ултравиолетовата светлина в сравнение с други видове лазери. Тази ултравиолетова светлина се абсорбира силно от лепилата и високата лазерна мощност кара лепилото да се разпадне бързо. Това позволява на LLO да се движи със скоростите, необходими за производството на дисплея. Скоростта е важна, тъй като големите производители на дисплеи доставят екрани за повече от 1 милион мобилни телефона всеки ден!
В допълнение, ексимерният лазерен лъч се поддава на образуването на удължен лъч. Това може да се преобразува в профил на лъча с равномерен (плосък връх) профил, а не в профила на интензитета на Гаус, произвеждан от повечето лазери. Профилът на плоския връх на лъча позволява много по-голям обхват на обработка от гаусовия лъч. Това прави производствената линия LLO по-малко податлива на малки вариации в точната позиция на фокуса на лазера и размера на основния стъклен субстрат, който може да понесе леко изкривяване в основния стъклен субстрат.
LLO системите на Coherent са приети от големите производители на дисплеи по света. Тези системи съчетават изключително стабилни ексимерни лазери с нашата уникална оптична система UVblade, за да произведат крайния линеен лъч. Можем да поддържаме всички настоящи размери на дисплея, от единични панели до големи субстрати. UVblade оптиката на Coherent е мащабируема, за да отговори на производствените изисквания на гъвкави и сгъваеми дисплеи от следващо поколение.
