激光器在显示器制造中的应用:激光剥离技术
Coherent 高意的 UVblade 系统可在薄型柔性 AMOLED 显示屏的生产中执行这一关键步骤,而这种显示屏已在很多智能手机、平板电脑以及其他移动设备中采用。
2022年10月4日,作者:高意
激光器如何助力制造当今超薄高亮屏幕?年长一些的人或许还记得老式电视机的模样。从又大又笨重的显像管到如今轻薄的屏幕,显示技术发生了翻天覆地的变化。
最早的平板电视和显示屏都基于液晶显示屏(LCD)。这项技术标志着对旧式显像管的一次重大飞跃。
然而,LCD 的内部结构其实相当复杂。LCD 面板本身并不发光,因此需要背光、偏光片和一层彩色滤光片来生成红色、绿色和蓝色的像素。所有这些因素都阻碍了设备的微型化进程,尤其是限制了其柔性。
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别担心,它是有机食品
为了获得更薄、更具柔韧性的显示屏,制造商开发了有机发光二极管 (OLED) 技术。AMOLED 显示屏中的每个像素都包含三个发光单元(红色、绿色和蓝色),因此无需背光。此外,AMOLED 显示屏可以做得非常薄,厚度甚至可达几分之一毫米。这还是在叠加了触摸屏功能和对比度增强等其他功能层后的总厚度。正因为 AMOLED 显示屏可以做得非常薄,这种屏幕甚至可以实现弯曲或折叠。
但制造如此薄的显示屏给制造商带来了困难。请记住,可以在约 1.5 米 × 1.9 米的单个基板上同时制作多个显示器。加工这种尺寸、厚度仅有几分之一毫米的东西是不切实际的。加工又大又薄的东西是难上加难。此外,在整个制造过程中,显示屏基板必须始终保持非常非常平整,这一点也至关重要。再强调一次,加工既大又薄的部件极其困难。
制造超薄显示屏的秘诀
为了解决这个问题,显示屏被构建在更厚、更坚固的“基板玻璃”上。生产的第一步是将薄聚合物片粘合到基板玻璃上。这层聚合物将成为成品显示屏的基础。接下来,在聚合物基板上沉积硅,然后进行准分子激光退火(ELA),形成电子电路,最后叠加显示屏的其他层。
在此过程即将结束时,将显示屏与基板分离。最终,您将获得一块超薄显示屏。
当显示屏与基板分离后,制造过程就基本完成了。此时,大部分成本已包含在显示屏中。如果在此阶段零件报废,代价将非常高昂。这意味着分离过程必须精准且轻柔,
特别要注意避免两点:第一,拆卸过程中不能产生任何明显的机械力或应力,因为显示屏极易碎裂。第二,该过程不能使显示屏过热,因为这可能会损坏电子元件。
准分子激光器使 OLED 生产成为可能
目前,主流的AMOLED显示屏制造商采用一种称为激光剥离技术(LLO)的分离工艺。在使用LLO之前,需要将整个面板翻转过来,使母玻璃面朝上。随后,高脉冲能量发出的光——即紫外线(UV)准分子激光——形成一道细长的光束。这道光束正好聚焦在母玻璃与包含显示屏电路的薄聚合物基板之间的界面处,并穿透玻璃。
光束快速扫描整个基板玻璃区域。虽然紫外光能穿透玻璃,但会被基板玻璃与聚合物之间的粘合剂以及聚合物本身强烈吸收。激光产生的热量几乎会立即使粘合剂蒸发,从而使显示屏与基板玻璃分离。不过这正是我们所期望的,因为激光几乎完全无法穿透聚合物显示屏基板,因此不会在设备内部产生过多热量。显示屏电路不受 LLO 工艺的影响。
准分子激光束的快速扫描,使精密的显示屏电路与作为基底的母玻璃面板得以温和地分离。
与 ELA 一样,准分子激光器为 LLO 提供了理想的光源。主要有两个原因:首先,与其他类型的激光器相比,准分子激光器在紫外线波段产生的脉冲能量更高。这种紫外光会被粘合剂强烈吸收,而高激光功率会促使粘合剂迅速分解。这使得 LLO 能够以显示屏生产所需的速度进行移动。速度至关重要,因为主要的显示屏制造商每天要为超过 100 万部手机供应屏幕!
此外,准分子激光束有助于形成细长的光束。此外,它可以转换为具有均匀(平顶)光束剖面的光束,而非大多数激光器产生的高斯强度分布。平顶光束剖面能够实现比高斯光束更大的工艺窗口。这使得生产线上的LLO不易受激光精确聚焦位置以及母玻璃尺寸微小变化的影响,能够容忍母玻璃中轻微的翘曲。
Coherent 高意的 LLO 系统已被世界各地的主要显示屏制造商采用。这些系统将高度稳定的准分子激光器与我们独特的 UVblade 光学系统相结合,产生最终的线光束。我们可以支持目前所有的显示屏尺寸,从单个单元到大型基板。Coherent 高意的 UVblade 光学器件可根据下一代柔性和可折叠显示屏的生产要求进行扩展。
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