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激光器在显示屏制造中的应用——激光剥离
材料来源:相干激光           录入时间:2022/10/21 23:44:05

激光器如何帮助制造如今的超薄高亮屏幕?上年纪的人或许还记得古董电视机的模样。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。

最早的平板形态电视和显示器都基于液晶显示(LCD)。相比旧时的显像管技术,液晶显示代表了显示技术的巨大飞跃。

但是,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产生红色、绿色和蓝色像素。所有这些因素都阻碍了设备小型化的能力,尤其是限制了柔性。  

别担心,它是有机的

为了获得更薄、更柔性的显示屏,制造商开发了有机发光二极管(OLED)技术。AMOLED主动式阵列驱动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),因此不需要背光。这样AMOLED显示屏可以做得非常薄,厚度甚至可以达到几分之一毫米。而且这还是加上了触摸屏功能和对比度增强等其他功能层之后的总厚度。因为AMOLED显示屏可以做得很薄,这种屏幕甚至可以做成柔性或折叠的形态。 

但制造如此薄的显示屏给制造商带来了困难。制造商要在大约1.5 米 × 1.9米的单个基板上同时制作大量显示屏,而在这么大的尺寸上加工只有几分之一毫米厚的东西是不切实际的。又大又薄的东西在加工过程中不容易控制其形态。另外,在整个制造过程中,显示基板必须一直保持非常高的平整度,这也很关键。总之,加工又大又薄的东西是难之又难。

制造超薄显示屏的秘诀

为了解决这个问题,制造商在更厚、更坚硬的“母板玻璃”上制造显示屏。第一个生产步骤是将薄聚合物层粘合到母板玻璃上。这个聚合物层将成为成品显示屏的基底。接下来,将非晶硅沉积在聚合物层基底上,然后进行准分子激光退火(ELA)、创建驱动电路,最后制作显示屏的其他膜层。

在这些工艺即将结束时,将显示屏与母板玻璃分离。最终,您将获得一块超薄显示屏。 

当显示屏与母板玻璃分离后,制造过程就差不多完成了。此时,大部分成本都已经包含在显示屏中。如果这个阶段有部件报废,则代价是非常昂贵的。这意味着分离过程务必精准轻柔。

特别要避免两件事:第一,分离工艺不能产生任何明显的机械力或应力,因为显示屏极易破碎。第二,该工艺不能让显示屏太过受热,因为这可能会损坏其中的集成电路。 

准分子激光器让OLED生产切实可行

目前主流AMOLED显示屏制造商使用一种称为激光剥离(LLO)的分离工艺。在使用LLO前,整个面板需要翻过来,让母板玻璃面朝上。然后,高脉冲能量激光,也就是紫外(UV)准分子激光,形成一条细长的线光斑。这条线光斑穿过母板玻璃,将其聚焦在母板玻璃与聚合物薄层基底的交界处,聚合物层之外就是显示屏的各种电路结构。

光斑快速扫描整个母板玻璃区域。虽然紫外光穿过玻璃,但被母板玻璃与聚合物之间的粘合剂以及聚合物本身强烈吸收。激光吸收产生的热量几乎将粘合剂立即蒸发,使显示屏与母板玻璃分离。这就是我们想要的工艺,激光几乎不会透入聚合物之后的显示基板,因此不会在面板内产生太多热量。显示屏电路不受LLO工艺的影响。

准分子激光束快速扫描使精密的显示屏电路与母板玻璃柔和地分离。

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,相比其他类型的激光器,准分子激光器在紫外波段产生的脉冲能量更高。这种紫外激光被粘合剂强烈吸收,其高功率可以让粘合剂迅速分解。这使得LLO的工艺速度能够满足显示屏生产的要求。速度很重要,因为主流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线光斑。再有,它可以转换为高匀化度的平顶光斑,而不是大多数激光器产生的高斯强度分布。平顶光斑可以实现比高斯光斑更大的工艺窗口。确保产线中的LLO工艺能够有效应对激光聚焦位置的微小变化、母板玻璃的微小尺寸误差及翘曲。    

Coherent高意公司的LLO系统已被世界各地的主流显示屏制造商采用。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,产生最终的线光斑。我们可以支持目前所有的显示屏尺寸,从单个Cell到大型基板。Coherent UVblade光学元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。

(文章转载自网络,如有侵权,请联系删除)


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