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激光顯示

激光在顯示器制造中的應(yīng)用①:雷射剝離技術(shù)

Coherent 來源:供稿:臺灣鐳射科技應(yīng)用協(xié)會2024-06-11 我要評論(0 )   

COHERENT 公司的 UVBLADE 系統(tǒng)可在薄型柔性 AMOLED 顯示器 的生產(chǎn)中執(zhí)行這一關(guān)鍵步驟,而這種顯示器已在很多智慧手機、平板計算機以及其他行動裝置中采用。激光如何幫助...


COHERENT 公司的 UVBLADE 系統(tǒng)可在薄型柔性 AMOLED 顯示器 的生產(chǎn)中執(zhí)行這一關(guān)鍵步驟,而這種顯示器已在很多智慧手機、平板計算機以及其他行動裝置中采用。

 

 

 

激光如何幫助制造如今的超薄高亮度熒幕?上年紀的人或許還記得古董電視機的模樣。 從 又大又笨重的映像管到如今輕薄的屏幕,顯示器技術(shù)發(fā)生了翻天覆地的變化。

 

最早的平板電視和顯示器都基于液晶顯示器(LCD)。這項技術(shù)代表了超越舊映像管的一大 飛躍。

 

但是,LCD 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)其實相當復(fù)雜。 LCD 面板本身并不發(fā)光,因此需要背光、偏光片和 一層彩色濾光片來產(chǎn)生紅色、綠色和藍色圖元。所有這些因素都阻礙了裝置小型化的能力, 尤其是限制了柔軟性。

 

 

別擔心,它是有機的

 

為了獲得更薄、更柔性的顯示器,制造商開發(fā)了有機發(fā)光二極管(OLED)技術(shù)。 AMOLED 顯示器中的每個圖元都包含三個發(fā)光體(紅色、綠色和藍色),因此不需要背光。而且,AMOLED 顯示器可以非常薄,厚度甚至可以達到幾分之一毫米。這還是加上了觸控功能和對比度增強等其他功能層之后的總厚度。因為 AMOLED 顯示器可以做得很薄,這種熒幕甚至可以做到能夠彎曲或摺疊。

 

但制造如此薄的顯示器給制造商帶來了困難。請記住,制造商要在大約 1.5 米 x1.9米的單一基板上同時制作大量顯示器,而在這么大的尺寸上加工只有幾分之一毫米厚的東西是不切實際的。加工又大又薄的東西是難之又難。另外,在整個制造過程中,顯示器基板必須一直保持非常非常平整,這也很關(guān)鍵。再重復(fù)一遍,加工又大又薄的東西是難之又難。

 

制造超薄顯示器的秘訣

 

為了解決這個問題,制造商在更厚、更堅硬的「母玻璃基板」上制造顯示器。第一個生產(chǎn)步 驟是將薄膜聚合物層粘合到母玻璃基板上。這個聚合物層將成為成品顯示器的基礎(chǔ)。接下來,將硅沉積在聚合物基板上,然后進行 準分子雷射退火(ELA)、布建電子電路,最后放置顯示器的其他復(fù)合層。

 

在此過程即將結(jié)束時,將顯示器與母玻璃基板分離。最終,您獲得一塊超薄顯示器。

 

當顯示器與母玻璃基板分離后,制造過程就差不多完成了。此時,大部分成本都已經(jīng)包含在 顯示器中。如果這個階段零件報廢,則代價是非常昂貴的。這意味著分離過程務(wù)必精準輕柔 。

 

特別是要避免兩件事:第一,分離過程不能產(chǎn)生任何明顯的機械力或應(yīng)力,因為顯示器極易 破碎。第二,該過程不能讓顯示器太受熱,因為這可能會損壞電子裝置。

 

準分子雷射讓 OLED 生產(chǎn)切實可行

 

目前主流 AMOLED 顯示器制造商使用一種稱為激光剝離技術(shù)(LLO)的分離工藝。在使用 LLO 前,整個面板需要翻過來,讓母玻璃基板面朝上。然后,高脈沖能源發(fā)出的光,也就 是紫外線(UV)準分子激光形成一條細長的光束。這條光束正好在母玻璃基板與包含顯示 器電路的薄膜聚合物基板的交界面處聚焦穿過玻璃。

 

光束快速掃描整個母玻璃基板區(qū)域。雖然紫外光穿過玻璃,但被母玻璃基板與聚合物之間的 粘合劑以及聚合物本身強烈吸收。雷射的熱量幾乎將粘合劑立即蒸發(fā),使顯示器與母玻璃基 板分離。不過這才是我們想要的,雷射幾乎完全不會透入聚合物顯示器基板內(nèi),因此不會在 顯示器內(nèi)產(chǎn)生太多熱量。顯示器電路不受 LLO 工藝的影響。

 

 

準分子激光光束快速掃描使精密的顯示器電路與作為基礎(chǔ)的母玻璃基板面板柔和地分離。

 

與 ELA一樣,準分子雷射為 LLO 提供了理想的光源。主要有兩個原因:首先,相比其他類 型的雷射,準分子雷射在紫外線中產(chǎn)生的脈沖能量更高。這種紫外光被粘合劑強烈吸收,高激光功率會讓粘合劑迅速分解。這使得 LLO 能夠以顯示器生產(chǎn)所需的速度移動。速度很重 要,因為主要的顯示器制造商每天要為超過100 萬部手機供應(yīng)熒幕!

 

此外,準分子激光光束有助于形成細長光束。它可以轉(zhuǎn)換為具有均勻(平頂)的光束剖面, 而不是大多數(shù)激光產(chǎn)生的高斯強度分布。平頂光束剖面可以實現(xiàn)比高斯光束更大的加工范圍 。它使生產(chǎn)線 LLO不易受激光精確焦點位置以及母玻璃基板尺寸微小變化的影響,能夠容 忍母玻璃基板中的些微翹曲。

 

Coherent 公司的 LLO 系統(tǒng)已被世界各地的主要顯示器制造商采用。這些系統(tǒng)將高度穩(wěn)定的 準分子雷射與我們獨特的 UVblade 光學(xué)系統(tǒng)相結(jié)合,產(chǎn)生最終的線光束。我們可以支援目 前所有的顯示器尺寸,從單個面板到大型基板。Coherent 公司的 UVblade 光學(xué)器件可根據(jù)下一代柔性和可摺疊顯示器的生產(chǎn)要求進行擴展。

 


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