Kako laseri pomažu u stvaranju današnjih ultratankih zaslona visoke svjetline? Stariji se možda sjećaju kako su izgledali antički televizori. Od velikih, glomaznih katodnih cijevi do današnjih tankih, laganih zaslona, tehnologija zaslona dramatično je evoluirala.
Najraniji televizori i monitori s ravnim zaslonom temeljili su se na zaslonima s tekućim kristalima (LCD). Ova je tehnologija predstavljala veliki korak naprijed u odnosu na stare katodne cijevi.
Međutim, unutarnja struktura LCD-a zapravo je prilično složena. LCD paneli sami ne emitiraju svjetlost, pa im je potrebno pozadinsko osvjetljenje, polarizatori i sloj filtara u boji za proizvodnju crvenih, zelenih i plavih elemenata slike. Svi ovi čimbenici ometaju mogućnost minijaturizacije uređaja, posebice ograničavajući fleksibilnost.
Kako bi postigli tanje, fleksibilnije zaslone, proizvođači su razvili tehnologiju organske svjetleće diode (OLED). Svaki element slike u AMOLED zaslonu sadrži tri emitera (crveni, zeleni i plavi), tako da nije potrebno pozadinsko osvjetljenje. Štoviše, AMOLED zasloni mogu biti vrlo tanki, čak i djelić milimetra debljine. Ovo je ukupna debljina nakon dodavanja drugih funkcionalnih slojeva kao što su funkcija dodira i poboljšanje kontrasta. Budući da AMOLED zasloni mogu biti tako tanki, zasloni bi se čak mogli savijati ili presavijati.
Ali izrada ovako tankih zaslona proizvođače stavlja pred izazove. Upamtite, proizvođači izrađuju mnogo zaslona istovremeno na jednoj podlozi koja je oko 1,5 metara sa 1,9 metara, a obrada nečega što je samo djelić milimetra debljine te veličine je nepraktična. Teško je obraditi nešto što je i veliko i tanko. Također je važno da podloga zaslona ostane vrlo, vrlo ravna tijekom cijelog procesa proizvodnje. Opet, teško je obraditi nešto što je i veliko i tanko.
Tajna izrade ultratankih zaslona
Kako bi riješili ovaj problem, proizvođači izrađuju zaslone na debljim, čvršćim podlogama od "matičnog stakla". Prvi proizvodni korak je lijepljenje sloja polimera tankog filma na matičnu staklenu podlogu. Ovaj polimerni sloj postat će temelj gotovog zaslona. Zatim se silicij taloži na polimernu podlogu, nakon čega slijedi žarenje excimer laserom (ELA), postavljanje elektroničkih sklopova i konačno postavljanje ostalih kompozitnih slojeva zaslona.
Pred kraj ovog procesa, zaslon se odvaja od matične staklene podloge. Na kraju, imate ultratanak zaslon.
Kada se zaslon odvoji od matične staklene podloge, proces proizvodnje je gotovo završen. U ovom trenutku većina troškova je već uključena u prikaz. Vrlo je skupo odbaciti dio u ovoj fazi. To znači da proces odvajanja mora biti precizan i nježan.
Posebice se moraju izbjegavati dvije stvari: Prvo, proces odvajanja ne smije stvarati nikakve značajne mehaničke sile ili stres, jer je zaslon vrlo krhak. Drugo, postupak ne smije uzrokovati previše zagrijavanje zaslona jer to može oštetiti elektroniku.
Excimer laseri čine OLED proizvodnju izvedivom
Glavni proizvođači AMOLED zaslona trenutno koriste proces odvajanja koji se naziva laser lift-off (LLO). Prije upotrebe LLO-a, cijelu ploču treba okrenuti tako da matična staklena podloga bude okrenuta prema gore. Zatim se svjetlo iz izvora energije visokog pulsa, ultraljubičastog (UV) excimer lasera, oblikuje u tanku zraku. Ovaj snop je fokusiran kroz staklo samo na sučelje između matične staklene podloge i tankoslojne polimerne podloge koja sadrži sklop zaslona.
Zraka brzo skenira cijelo područje matične staklene podloge. Iako UV svjetlo prolazi kroz staklo, snažno ga apsorbira ljepilo između matične staklene podloge i polimera, kao i sam polimer. Toplina lasera gotovo trenutno isparava ljepilo, odvajajući zaslon od matične staklene podloge. Ali to je ono što želimo, laser gotovo uopće ne prodire u polimernu podlogu zaslona, tako da ne stvara mnogo topline u zaslonu. LLO proces ne utječe na sklop zaslona.
Kao i ELA, excimer laseri pružaju idealan izvor svjetlosti za LLO. Dva su glavna razloga: prvo, excimer laseri proizvode impulse s višom energijom u UV svjetlu nego druge vrste lasera. Ljepila snažno apsorbiraju ovo UV svjetlo, a velika snaga lasera uzrokuje brzo raspadanje ljepila. To omogućuje LLO-u da se kreće brzinom potrebnom za proizvodnju zaslona. Brzina je važna jer glavni proizvođači zaslona isporučuju zaslone za više od milijun mobilnih telefona svaki dan!
Osim toga, excimer laserska zraka pogodna je za formiranje izdužene zrake. To se može pretvoriti u profil snopa s uniformnim (ravnim vrhom) profilom, umjesto u Gaussov profil intenziteta koji proizvodi većina lasera. Profil snopa s ravnim vrhom omogućuje puno veći raspon obrade od Gaussovog snopa. To čini proizvodnu liniju LLO manje osjetljivom na male varijacije u točnom položaju fokusa lasera i veličini matične staklene podloge, koja može tolerirati malo savijanje u matičnoj staklenoj podlozi.
Coherent LLO sustave usvojili su veliki proizvođači zaslona diljem svijeta. Ovi sustavi kombiniraju vrlo stabilne excimer lasere s našim jedinstvenim UVblade optičkim sustavom za proizvodnju konačnog linijskog snopa. Možemo podržati sve trenutne veličine zaslona, od pojedinačnih ploča do velikih podloga. Coherentova UVblade optika je skalabilna kako bi zadovoljila proizvodne zahtjeve sljedeće generacije fleksibilnih i sklopivih zaslona.
