Hogyan segítik a lézerek a mai ultravékony, nagy fényerejű képernyők létrehozását? Az idősebbek emlékezhetnek arra, hogyan néztek ki az antik televíziók. A nagy, terjedelmes katódsugárcsövektől a mai vékony, könnyű képernyőkig a kijelzőtechnológia drámai fejlődésen ment keresztül.
A legkorábbi síkképernyős televíziók és monitorok folyadékkristályos kijelzőn (LCD) alapultak. Ez a technológia jelentős előrelépést jelentett a régi katódsugárcsövekhez képest.
Az LCD belső felépítése azonban valójában meglehetősen bonyolult. Az LCD panelek önmagukban nem bocsátanak ki fényt, ezért háttérvilágításra, polarizátorokra és egy réteg színszűrőre van szükségük a vörös, zöld és kék képelemek előállításához. Mindezek a tényezők akadályozzák az eszköz miniatürizálását, különösen korlátozva a rugalmasságot.
A vékonyabb, rugalmasabb kijelzők elérése érdekében a gyártók szerves fénykibocsátó dióda (OLED) technológiát fejlesztettek ki. Az AMOLED kijelző minden képeleme három emittert tartalmaz (piros, zöld és kék), így nincs szükség háttérvilágításra. Sőt, az AMOLED kijelzők nagyon vékonyak, akár egy milliméter vastagok is lehetnek. Ez a teljes vastagság egyéb funkcionális rétegek, például érintési funkció és kontrasztjavítás hozzáadása után. Mivel az AMOLED kijelzőket olyan vékonyra lehet készíteni, a képernyők akár hajlíthatók vagy összecsukhatók is lehetnek.
Az ilyen vékony kijelzők elkészítése azonban kihívások elé állítja a gyártókat. Ne feledje, a gyártók sok kijelzőt készítenek egyszerre egyetlen, körülbelül 1,5 × 1,9 méteres hordozóra, és ilyen méretben nem praktikus olyasmit feldolgozni, ami csak egy milliméter vastagságú. Nehéz feldolgozni valamit, ami egyszerre nagy és vékony. Az is fontos, hogy a kijelző hordozója nagyon-nagyon sík maradjon a gyártási folyamat során. Megint nehéz feldolgozni valamit, ami egyszerre nagy és vékony.
Az ultravékony kijelzők készítésének titka
A probléma megoldására a gyártók vastagabb, merevebb "alapüveg" hordozókra építik a kijelzőket. Az első gyártási lépés egy vékony film polimer réteg rögzítése az anyaüveg hordozóhoz. Ez a polimer réteg lesz a kész kijelző alapja. Ezt követően szilíciumot visznek fel a polimer hordozóra, ezt követi az excimer lézerrel történő lágyítás (ELA), az elektronikus áramkörök elhelyezése, végül pedig a kijelző többi kompozit rétegének elhelyezése.
A folyamat vége felé a kijelzőt leválasztják az alapüveg hordozóról. A végén egy ultravékony kijelzőt kap.
Ha a kijelzőt leválasztják az anyaüveg hordozóról, a gyártási folyamat majdnem befejeződött. Ezen a ponton a költségek nagy része már benne van a kijelzőn. Ebben a szakaszban nagyon drága az alkatrész leselejtezése. Ez azt jelenti, hogy az elválasztási folyamatnak pontosnak és kíméletesnek kell lennie.
Különösen két dolgot kell kerülni: Először is, az elválasztási folyamat nem generálhat jelentős mechanikai erőt vagy feszültséget, mert a kijelző nagyon sérülékeny. Másodszor, a folyamat nem okozhatja a kijelző túlzott felmelegedését, mert ez károsíthatja az elektronikát.
Az excimer lézerek lehetővé teszik az OLED gyártását
A főbb AMOLED-kijelzőgyártók jelenleg a lézeres emelés (LLO) nevű szétválasztási eljárást alkalmazzák. Az LLO használata előtt a teljes panelt meg kell fordítani úgy, hogy az alapüveg hordozó felfelé nézzen. Ezután egy nagy impulzusú energiaforrásból, egy ultraibolya (UV) excimer lézerből származó fény vékony sugárnyalábbá alakul. Ez a sugár az üvegen keresztül éppen az alapüveg szubsztrát és a kijelző áramkört tartalmazó vékonyréteg-polimer szubsztrát határfelületére fókuszálódik.
A sugár gyorsan átpásztázza a teljes anyaüveg hordozófelületet. Bár az UV fény áthalad az üvegen, erősen elnyeli az üvegalapfelület és a polimer közötti ragasztó, valamint maga a polimer. A lézer hője szinte azonnal elpárologtatja a ragasztót, elválasztva a kijelzőt az alapüveg hordozótól. De ezt szeretnénk, a lézer szinte egyáltalán nem hatol be a polimer kijelző hordozójába, így nem termel nagy hőt a kijelzőben. A kijelző áramkörét nem befolyásolja az LLO folyamat.
Az ELA-hoz hasonlóan az excimer lézerek is ideális fényforrást biztosítanak az LLO számára. Ennek két fő oka van: Először is, az excimer lézerek nagyobb energiájú impulzusokat állítanak elő UV-fényben, mint a többi lézertípus. Ezt az UV-fényt a ragasztók erősen elnyelik, és a nagy lézererő hatására a ragasztó gyorsan lebomlik. Ez lehetővé teszi az LLO számára, hogy a kijelzőgyártáshoz szükséges sebességgel mozogjon. A sebesség fontos, mivel a nagy kijelzőgyártók naponta több mint 1 millió mobiltelefonhoz szállítanak képernyőt!
Ezen túlmenően az excimer lézersugár hosszúkás sugár kialakítására alkalmas. Ez a legtöbb lézer által előállított Gauss-féle intenzitásprofil helyett egységes (lapos felső) profilú sugárprofillá alakítható. A lapos felső gerendaprofil sokkal nagyobb feldolgozási tartományt tesz lehetővé, mint egy Gauss-sugár. Kevésbé teszi az LLO gyártósort érzékenyebbé a lézer pontos fókuszpozíciójának és az alapüveg hordozó méretének kis változásaira, ami elviseli az alapüveg hordozó enyhe vetemedését.
A Coherent LLO rendszereit a világ nagy kijelzőgyártói alkalmazták. Ezek a rendszerek a rendkívül stabil excimer lézereket egyedi UVblade optikai rendszerünkkel kombinálják a végső vonalsugár létrehozása érdekében. Minden jelenlegi kijelzőméretet támogatunk, az egyedi panelektől a nagy felületekig. A Coherent UVblade optikája méretezhető, hogy megfeleljen a következő generációs rugalmas és összecsukható kijelzők gyártási követelményeinek.
