Πώς βοηθούν τα λέιζερ στη δημιουργία των σημερινών εξαιρετικά λεπτών οθονών υψηλής φωτεινότητας; Οι ηλικιωμένοι μπορεί να θυμούνται πώς έμοιαζαν οι αντίκες τηλεοράσεις. Από τους μεγάλους, ογκώδεις σωλήνες καθοδικών ακτίνων μέχρι τις σημερινές λεπτές, ελαφριές οθόνες, η τεχνολογία απεικόνισης έχει εξελιχθεί δραματικά.
Οι παλαιότερες τηλεοράσεις και οθόνες με επίπεδη οθόνη βασίζονταν σε οθόνες υγρών κρυστάλλων (LCD). Αυτή η τεχνολογία αντιπροσώπευε ένα σημαντικό άλμα προς τα εμπρός σε σχέση με τους παλιούς σωλήνες καθοδικών ακτίνων.
Ωστόσο, η εσωτερική δομή μιας LCD είναι στην πραγματικότητα αρκετά περίπλοκη. Τα πάνελ LCD δεν εκπέμπουν φως από μόνα τους, επομένως απαιτούν οπίσθιο φωτισμό, πολωτές και ένα στρώμα χρωματικών φίλτρων για την παραγωγή κόκκινων, πράσινων και μπλε στοιχείων εικόνας. Όλοι αυτοί οι παράγοντες εμποδίζουν την ικανότητα μικρογραφίας της συσκευής, περιορίζοντας ιδιαίτερα την ευελιξία.
Για να επιτύχουν πιο λεπτές, πιο ευέλικτες οθόνες, οι κατασκευαστές ανέπτυξαν την τεχνολογία οργανικών διόδων εκπομπής φωτός (OLED). Κάθε στοιχείο εικόνας σε μια οθόνη AMOLED περιέχει τρεις πομπούς (κόκκινο, πράσινο και μπλε), επομένως δεν απαιτείται οπίσθιος φωτισμός. Επιπλέον, οι οθόνες AMOLED μπορεί να είναι πολύ λεπτές, ακόμη και ένα κλάσμα του χιλιοστού πάχους. Αυτό είναι το συνολικό πάχος μετά την προσθήκη άλλων λειτουργικών στρώσεων, όπως η λειτουργία αφής και η βελτίωση της αντίθεσης. Επειδή οι οθόνες AMOLED μπορούν να γίνουν τόσο λεπτές, οι οθόνες θα μπορούσαν ακόμη και να λυγίσουν ή να διπλώσουν.
Όμως, η κατασκευή οθονών τόσο λεπτών παρουσιάζει στους κατασκευαστές προκλήσεις. Θυμηθείτε, οι κατασκευαστές κατασκευάζουν πολλές οθόνες ταυτόχρονα σε ένα μόνο υπόστρωμα που είναι περίπου 1,5 μέτρο επί 1,9 μέτρα και η επεξεργασία κάτι που έχει πάχος μόνο ένα κλάσμα του χιλιοστού σε αυτό το μέγεθος δεν είναι πρακτική. Η επεξεργασία κάτι που είναι και μεγάλο και λεπτό είναι δύσκολο. Είναι επίσης σημαντικό το υπόστρωμα της οθόνης να παραμένει πολύ, πολύ επίπεδο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής. Και πάλι, η επεξεργασία κάτι που είναι και μεγάλο και λεπτό είναι δύσκολο.
Το μυστικό για τη δημιουργία εξαιρετικά λεπτών οθονών
Για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα, οι κατασκευαστές κατασκευάζουν οθόνες σε παχύτερα, πιο άκαμπτα υποστρώματα "μητρικού γυαλιού". Το πρώτο βήμα παραγωγής είναι η συγκόλληση ενός στρώματος πολυμερούς λεπτής μεμβράνης στο μητρικό γυάλινο υπόστρωμα. Αυτό το πολυμερές στρώμα θα γίνει το θεμέλιο της τελικής οθόνης. Στη συνέχεια, εναποτίθεται πυρίτιο στο πολυμερές υπόστρωμα, ακολουθούμενο από ανόπτηση με λέιζερ excimer (ELA), τοποθέτηση των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων και τέλος τοποθέτηση των άλλων σύνθετων στρωμάτων της οθόνης.
Προς το τέλος αυτής της διαδικασίας, η οθόνη διαχωρίζεται από το μητρικό γυάλινο υπόστρωμα. Στο τέλος, έχετε μια εξαιρετικά λεπτή οθόνη.
Όταν η οθόνη διαχωριστεί από το μητρικό γυάλινο υπόστρωμα, η διαδικασία κατασκευής έχει σχεδόν ολοκληρωθεί. Σε αυτό το σημείο, το μεγαλύτερο μέρος του κόστους περιλαμβάνεται ήδη στην οθόνη. Είναι πολύ ακριβό να απορρίψετε το τμήμα σε αυτό το στάδιο. Αυτό σημαίνει ότι η διαδικασία διαχωρισμού πρέπει να είναι ακριβής και ήπια.
Συγκεκριμένα, δύο πράγματα πρέπει να αποφεύγονται: Πρώτον, η διαδικασία διαχωρισμού δεν πρέπει να δημιουργεί σημαντικές μηχανικές δυνάμεις ή καταπόνηση, επειδή η οθόνη είναι πολύ εύθραυστη. Δεύτερον, η διαδικασία δεν πρέπει να προκαλεί υπερβολική θέρμανση της οθόνης, γιατί αυτό μπορεί να προκαλέσει βλάβη στα ηλεκτρονικά.
Τα λέιζερ Excimer καθιστούν εφικτή την παραγωγή OLED
Οι κύριοι κατασκευαστές οθονών AMOLED χρησιμοποιούν αυτήν τη στιγμή μια διαδικασία διαχωρισμού που ονομάζεται ανύψωση λέιζερ (LLO). Πριν χρησιμοποιηθεί το LLO, ολόκληρο το πάνελ πρέπει να αναποδογυριστεί έτσι ώστε το μητρικό γυάλινο υπόστρωμα να βλέπει προς τα επάνω. Στη συνέχεια, το φως από μια πηγή ενέργειας υψηλού παλμού, ένα υπεριώδες (UV) excimer laser, διαμορφώνεται σε μια λεπτή δέσμη. Αυτή η δέσμη εστιάζεται μέσω του γυαλιού ακριβώς στη διεπαφή μεταξύ του υποστρώματος μητρικού γυαλιού και του υποστρώματος πολυμερούς λεπτής μεμβράνης που περιέχει το κύκλωμα οθόνης.
Η δέσμη σαρώνει γρήγορα ολόκληρη την περιοχή του υποστρώματος του μητρικού γυαλιού. Αν και το υπεριώδες φως περνά μέσα από το γυαλί, απορροφάται έντονα από την κόλλα μεταξύ του μητρικού γυαλιού και του πολυμερούς, καθώς και από το ίδιο το πολυμερές. Η θερμότητα από το λέιζερ εξατμίζει την κόλλα σχεδόν αμέσως, διαχωρίζοντας την οθόνη από το μητρικό γυάλινο υπόστρωμα. Αλλά αυτό είναι που θέλουμε, το λέιζερ σχεδόν δεν διεισδύει καθόλου στο υπόστρωμα της οθόνης πολυμερούς, επομένως δεν παράγει πολλή θερμότητα στην οθόνη. Το κύκλωμα της οθόνης δεν επηρεάζεται από τη διαδικασία LLO.
Όπως το ELA, τα λέιζερ excimer παρέχουν μια ιδανική πηγή φωτός για το LLO. Υπάρχουν δύο κύριοι λόγοι: Πρώτον, τα λέιζερ excimer παράγουν παλμούς με υψηλότερη ενέργεια στο υπεριώδες φως από άλλους τύπους λέιζερ. Αυτό το υπεριώδες φως απορροφάται έντονα από τις κόλλες και η υψηλή ισχύς λέιζερ προκαλεί τη γρήγορη διάσπαση της κόλλας. Αυτό επιτρέπει στο LLO να κινείται με τις ταχύτητες που απαιτούνται για την παραγωγή οθόνης. Η ταχύτητα είναι σημαντική, καθώς οι μεγάλοι κατασκευαστές οθονών παρέχουν οθόνες για περισσότερα από 1 εκατομμύριο κινητά τηλέφωνα κάθε μέρα!
Επιπλέον, η δέσμη λέιζερ excimer προσφέρεται για να σχηματίσει μια επιμήκη δέσμη. Αυτό μπορεί να μετατραπεί σε προφίλ δέσμης με ομοιόμορφο προφίλ (επίπεδη κορυφή), αντί για το προφίλ έντασης Gauss που παράγεται από τα περισσότερα λέιζερ. Το προφίλ δέσμης επίπεδης κορυφής επιτρέπει πολύ μεγαλύτερο εύρος επεξεργασίας από μια δοκό Gauss. Κάνει τη γραμμή παραγωγής LLO λιγότερο ευαίσθητη σε μικρές διακυμάνσεις στην ακριβή θέση εστίασης του λέιζερ και στο μέγεθος του μητρικού γυάλινου υποστρώματος, το οποίο μπορεί να ανεχθεί ελαφρά στρέβλωση στο υπόστρωμα μητρικού γυαλιού.
Τα συστήματα LLO της Coherent έχουν υιοθετηθεί από μεγάλους κατασκευαστές οθονών σε όλο τον κόσμο. Αυτά τα συστήματα συνδυάζουν εξαιρετικά σταθερά λέιζερ excimer με το μοναδικό μας οπτικό σύστημα UVblade για την παραγωγή της τελικής δέσμης γραμμής. Μπορούμε να υποστηρίξουμε όλα τα τρέχοντα μεγέθη οθόνης, από μεμονωμένα πάνελ έως μεγάλα υποστρώματα. Τα οπτικά UVblade της Coherent είναι κλιμακούμενα για να ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις παραγωγής των εύκαμπτων και αναδιπλούμενων οθονών επόμενης γενιάς.
