Kako laserji pomagajo pri ustvarjanju današnjih ultratankih zaslonov visoke svetlosti? Starejši se morda spomnijo, kako so izgledali starinski televizorji. Od velikih, zajetnih katodnih cevi do današnjih tankih, lahkih zaslonov se je tehnologija zaslona dramatično razvila.
Najzgodnejši ploski televizorji in monitorji so temeljili na zaslonih s tekočimi kristali (LCD). Ta tehnologija je pomenila velik korak naprej v primerjavi s starimi katodnimi cevmi.
Vendar pa je notranja struktura LCD-ja pravzaprav precej zapletena. Zasloni LCD sami ne oddajajo svetlobe, zato potrebujejo osvetlitev ozadja, polarizatorje in plast barvnih filtrov za ustvarjanje rdečih, zelenih in modrih elementov slike. Vsi ti dejavniki ovirajo zmožnost miniaturizacije naprave, zlasti omejujejo prilagodljivost.
Da bi dosegli tanjše in bolj prilagodljive zaslone, so proizvajalci razvili tehnologijo organskih svetlečih diod (OLED). Vsak slikovni element na zaslonu AMOLED vsebuje tri oddajnike (rdečega, zelenega in modrega), zato osvetlitev ozadja ni potrebna. Poleg tega so zasloni AMOLED lahko zelo tanki, debeli celo delček milimetra. To je skupna debelina po dodajanju drugih funkcionalnih plasti, kot sta funkcija dotika in izboljšava kontrasta. Ker je zaslone AMOLED mogoče narediti tako tanke, se zasloni lahko celo upognejo ali zložijo.
Toda izdelava tako tankih zaslonov proizvajalcem predstavlja izziv. Ne pozabite, da proizvajalci izdelujejo veliko zaslonov hkrati na enem samem substratu, ki je velik približno 1,5 krat 1,9 metra, in obdelava nečesa, kar je pri tej velikosti debelo le delček milimetra, je nepraktična. Težko je obdelati nekaj, kar je hkrati veliko in tanko. Prav tako je ključnega pomena, da ostane podlaga zaslona zelo, zelo ravna v celotnem proizvodnem procesu. Spet je težko obdelati nekaj, kar je hkrati veliko in tanko.
Skrivnost izdelave ultratankih zaslonov
Da bi rešili to težavo, proizvajalci izdelujejo zaslone na debelejših, bolj togih podlagah iz "materinega stekla". Prvi proizvodni korak je lepljenje tankoslojne polimerne plasti na osnovno stekleno podlago. Ta polimerna plast bo postala temelj končnega zaslona. Nato se silicij nanese na polimerno podlago, čemur sledi žarjenje z ekscimer laserjem (ELA), postavitev elektronskih vezij in končno postavitev drugih kompozitnih plasti zaslona.
Proti koncu tega procesa se zaslon loči od matične steklene podlage. Na koncu imate ultra tanek zaslon.
Ko je zaslon ločen od matične steklene podlage, je postopek izdelave skoraj končan. Na tej točki je večina stroškov že vključena v prikaz. Na tej stopnji je del zelo drago razstaviti. To pomeni, da mora biti postopek ločevanja natančen in nežen.
Izogibati se je treba zlasti dvema stvarema: Prvič, postopek ločevanja ne sme povzročiti večjih mehanskih sil ali napetosti, ker je zaslon zelo krhek. Drugič, postopek ne sme povzročiti preveč segrevanja zaslona, ker lahko to poškoduje elektroniko.
Excimer laserji omogočajo proizvodnjo OLED
Glavni proizvajalci zaslonov AMOLED trenutno uporabljajo postopek ločevanja, imenovan laserski dvig (LLO). Pred uporabo LLO je treba celotno ploščo obrniti tako, da je matična steklena podlaga obrnjena navzgor. Nato se svetloba iz visoko impulznega vira energije, ultravijoličnega (UV) excimer laserja, oblikuje v tanek žarek. Ta žarek je usmerjen skozi steklo ravno na vmesnik med substratom matičnega stekla in tankoslojnim polimernim substratom, ki vsebuje vezje zaslona.
Žarek hitro pregleda celotno površino matične steklene podlage. Čeprav UV svetloba prehaja skozi steklo, jo močno absorbira lepilo med matičnim steklenim substratom in polimerom ter sam polimer. Toplota laserja skoraj v trenutku izhlapi lepilo in zaslon loči od matične steklene podlage. Toda to je tisto, kar želimo, laser skoraj sploh ne prodre v polimerno podlago zaslona, zato na zaslonu ne ustvarja veliko toplote. Postopek LLO ne vpliva na vezje zaslona.
Tako kot ELA tudi laserji excimer zagotavljajo idealen vir svetlobe za LLO. Obstajata dva glavna razloga: Prvič, excimer laserji proizvajajo impulze z višjo energijo v UV svetlobi kot druge vrste laserjev. To UV svetlobo lepila močno absorbirajo, visoka moč laserja pa povzroči, da se lepilo hitro razgradi. To omogoča LLO, da se premika s hitrostjo, ki je potrebna za izdelavo zaslona. Hitrost je pomembna, saj veliki proizvajalci zaslonov vsak dan dobavijo zaslone za več kot 1 milijon mobilnih telefonov!
Poleg tega je laserski žarek excimer primeren za oblikovanje podolgovatega žarka. To je mogoče pretvoriti v profil žarka z enakomernim profilom (z ravnim vrhom) namesto Gaussovega profila intenzitete, ki ga ustvari večina laserjev. Ravni zgornji profil žarka omogoča veliko večji obseg obdelave kot Gaussov žarek. Zaradi tega je proizvodna linija LLO manj dovzetna za majhne razlike v natančnem položaju ostrenja laserja in velikosti matičnega steklenega substrata, ki lahko prenese rahlo zvijanje matičnega steklenega substrata.
Coherentove sisteme LLO so sprejeli veliki proizvajalci zaslonov po vsem svetu. Ti sistemi združujejo zelo stabilne excimer laserje z našim edinstvenim optičnim sistemom UVblade za izdelavo končnega linijskega žarka. Podpiramo lahko vse trenutne velikosti zaslonov, od posameznih plošč do velikih substratov. Coherentova optika UVblade je prilagodljiva za izpolnjevanje proizvodnih zahtev naslednje generacije prilagodljivih in zložljivih zaslonov.
