Kuidas aitavad laserid luua tänapäeva üliõhukesi ja suure heledusega ekraane? Vanemad inimesed võivad mäletada, kuidas antiiktelevisioonid välja nägid. Suurtest mahukatest elektronkiiretorudest tänapäeva õhukeste ja heledate ekraanideni on kuvatehnoloogia dramaatiliselt arenenud.
Varasemad lameekraantelerid ja monitorid põhinesid vedelkristallkuvaritel (LCD). See tehnoloogia kujutas endast suurt hüpet vanade elektronkiiretorude ees.
Kuid LCD sisemine struktuur on tegelikult üsna keeruline. LCD-paneelid ei kiirga iseenesest valgust, seega vajavad nad punaste, roheliste ja siniste pildielementide saamiseks taustvalgustust, polarisaatoreid ja värvifiltrikihti. Kõik need tegurid takistavad seadme miniatuursust, eriti piirates paindlikkust.
Õhemate ja paindlikumate kuvarite saavutamiseks töötasid tootjad välja orgaanilise valgusdioodi (OLED) tehnoloogia. Iga AMOLED-ekraani pildielement sisaldab kolme emitterit (punane, roheline ja sinine), seega pole taustvalgustust vaja. Pealegi võivad AMOLED-ekraanid olla väga õhukesed, isegi millimeetri paksused. See on kogupaksus pärast muude funktsionaalsete kihtide (nt puutefunktsioonid ja kontrastsuse suurendamine) lisamist. Kuna AMOLED-ekraane saab muuta nii õhukeseks, võib ekraane isegi painutada või voltida.
Kuid nii õhukeste kuvarite valmistamine seab tootjatele väljakutseid. Pidage meeles, et tootjad valmistavad ühele substraadile, mille suurus on umbes 1,5 × 1,9 meetrit, korraga palju kuvasid, ja sellisel suurusel vaid murdosa millimeetri paksuse materjali töötlemine on ebapraktiline. Midagi, mis on nii suur kui ka õhuke, on raske töödelda. Samuti on kriitiline, et kuvari substraat jääks kogu tootmisprotsessi vältel väga-väga tasaseks. Jällegi on raske töödelda midagi, mis on nii suur kui ka õhuke.
Üliõhukeste ekraanide valmistamise saladus
Selle probleemi lahendamiseks ehitavad tootjad kuvareid paksematele ja jäigematele "emaklaasi" aluspindadele. Tootmise esimene etapp on õhukese polümeerikihi ühendamine emaklaasi aluspinnaga. Sellest polümeerikihist saab valmis ekraani alus. Järgmisena sadestatakse polümeersubstraadile räni, millele järgneb eksimerlaseriga lõõmutamine (ELA), elektrooniliste ahelate paigutamine ja lõpuks kuvari muude komposiitkihtide paigutamine.
Selle protsessi lõpu poole eraldatakse ekraan emaklaasist aluspinnast. Lõpuks on teil üliõhuke ekraan.
Kui ekraan on emaklaasist substraadist eraldatud, on tootmisprotsess peaaegu lõppenud. Sel hetkel on suurem osa kuludest juba ekraanil sees. Selles etapis on detaili vanarauaks võtmine väga kulukas. See tähendab, et eraldamisprotsess peab olema täpne ja õrn.
Eelkõige tuleb vältida kahte asja: esiteks, eraldusprotsess ei tohi tekitada olulisi mehaanilisi jõude ega pingeid, kuna ekraan on väga habras. Teiseks ei tohi protsess põhjustada ekraani liigset kuumenemist, kuna see võib elektroonikat kahjustada.
Eksimerlaserid muudavad OLED-i tootmise teostatavaks
Peamised AMOLED-ekraanide tootjad kasutavad praegu eraldusprotsessi, mida nimetatakse lasertõstmiseks (LLO). Enne LLO kasutamist tuleb kogu paneel ümber pöörata nii, et alusklaasi aluspind oleks ülespoole. Seejärel moodustatakse suure impulssenergiaallika, ultraviolettkiirguse (UV) eksimerlaseri valgus õhukeseks kiireks. See kiir on fokuseeritud läbi klaasi just emaklaasi substraadi ja ekraani vooluringi sisaldava õhukese kilega polümeersubstraadi vahelisele liidesele.
Kiir skaneerib kiiresti kogu emaklaasi substraadi ala. Kuigi UV-valgus läbib klaasi, neelab see tugevalt alusklaasi aluspinna ja polümeeri vahel oleva liimi ning ka polümeeri endasse. Laseri kuumus aurustab liimi peaaegu koheselt, eraldades ekraani emaklaasist aluspinnast. Kuid see on see, mida me tahame, laser peaaegu ei tungi polümeerkuvari substraati, nii et see ei tekita ekraanil palju soojust. LLO protsess ei mõjuta ekraani vooluringi.
Nagu ELA, pakuvad eksimeerlaserid LLO jaoks ideaalset valgusallikat. Sellel on kaks peamist põhjust: Esiteks toodavad eksimerlaserid UV-valguses suurema energiaga impulsse kui muud tüüpi laserid. See UV-valgus neeldub tugevalt liimide poolt ja laseri suur võimsus põhjustab liimi kiiret lagunemist. See võimaldab LLO-l liikuda kuvari tootmiseks vajaliku kiirusega. Kiirus on oluline, kuna suured ekraanitootjad tarnivad iga päev ekraane enam kui miljonile mobiiltelefonile!
Lisaks saab eksimeerlaseri kiir moodustada pikliku kiire. Seda saab teisendada ühtlase (tasapinnalise) profiiliga kiireprofiiliks, mitte enamiku laserite poolt toodetud Gaussi intensiivsusprofiiliks. Lame ülemine talaprofiil võimaldab palju suuremat töötlemisvahemikku kui Gaussi tala. See muudab tootmisliini LLO vähem vastuvõtlikuks laseri täpse fookusasendi ja alusklaasi substraadi suuruse väikeste kõikumiste suhtes, mis talub emaklaasi substraadi kerget kõverust.
Coherenti LLO-süsteemid on kasutusele võtnud suuremad kuvaritootjad üle maailma. Need süsteemid ühendavad ülistabiilsed eksimerlaserid meie ainulaadse UVblade optilise süsteemiga, et tekitada lõplik joonkiir. Saame toetada kõiki praeguseid ekraanisuurusi, alates üksikutest paneelidest kuni suurte aluspindadeni. Coherenti UV-blade optika on skaleeritav, et vastata järgmise põlvkonna paindlike ja kokkupandavate ekraanide tootmisnõuetele.
