لیزرها چگونه به ایجاد صفحات بسیار نازک و با روشنایی بالا کمک می کنند؟ افراد مسن ممکن است به یاد بیاورند که تلویزیون های عتیقه چه شکلی بودند. از لوله های پرتو کاتدی بزرگ و حجیم گرفته تا صفحه نمایش های نازک و سبک امروزی، فناوری نمایش به طرز چشمگیری تکامل یافته است.
اولین تلویزیون ها و مانیتورهای صفحه تخت بر پایه نمایشگرهای کریستال مایع (LCD) ساخته شده بودند. این فناوری نشان دهنده یک جهش بزرگ به جلو بر روی لوله های اشعه کاتدی قدیمی است.
با این حال، ساختار داخلی LCD در واقع بسیار پیچیده است. پنل های LCD به خودی خود نور ساطع نمی کنند، بنابراین برای تولید عناصر تصویر قرمز، سبز و آبی به نور پس زمینه، پلاریزه کننده و لایه ای از فیلترهای رنگی نیاز دارند. همه این عوامل مانع از توانایی کوچک کردن دستگاه، به ویژه انعطاف پذیری محدود می شود.
برای دستیابی به نمایشگرهای نازک تر و انعطاف پذیرتر، سازندگان فناوری دیود ساطع نور ارگانیک (OLED) را توسعه دادند. هر عنصر تصویر در یک صفحه نمایش AMOLED دارای سه فرستنده (قرمز، سبز و آبی) است، بنابراین نیازی به نور پس زمینه نیست. علاوه بر این، نمایشگرهای AMOLED می توانند بسیار نازک باشند، حتی کسری از میلی متر ضخامت دارند. این ضخامت کل پس از افزودن لایه های کاربردی دیگر مانند عملکرد لمسی و افزایش کنتراست است. از آنجایی که نمایشگرهای AMOLED را می توان بسیار نازک ساخت، صفحه نمایش ها حتی می توانند خم یا تا شوند.
اما ساخت نمایشگرهایی به این نازک، سازندگان را با چالش هایی مواجه می کند. به یاد داشته باشید، تولیدکنندگان نمایشگرهای زیادی را به طور همزمان روی یک بستر منفرد با ابعاد 1.5 متر در 1.9 متر میسازند و پردازش چیزی که تنها کسری از میلیمتر ضخامت دارد در آن اندازه غیرعملی است. پردازش چیزی که هم بزرگ و هم نازک است سخت است. همچنین بسیار مهم است که بستر نمایشگر در طول فرآیند تولید بسیار بسیار صاف بماند. باز هم، پردازش چیزی که هم بزرگ و هم نازک است سخت است.
راز ساخت نمایشگرهای بسیار نازک
برای رفع این مشکل، تولیدکنندگان نمایشگرهایی را روی زیرلایههای ضخیمتر و سفتتر «شیشه مادر» میسازند. اولین مرحله تولید، چسباندن یک لایه پلیمری لایه نازک به زیرلایه شیشه مادر است. این لایه پلیمری پایه و اساس نمایشگر نهایی خواهد شد. در مرحله بعد، سیلیکون بر روی بستر پلیمری رسوب میکند و سپس آنیل لیزری اگزایمر (ELA)، قرار دادن مدارهای الکترونیکی و در نهایت قرار دادن سایر لایههای مرکب نمایشگر انجام میشود.
در پایان این فرآیند، نمایشگر از بستر شیشه مادر جدا می شود. در پایان، شما یک صفحه نمایش فوق العاده نازک دارید.
هنگامی که نمایشگر از بستر شیشه مادر جدا می شود، فرآیند ساخت تقریباً کامل شده است. در این مرحله، بیشتر هزینه از قبل در نمایشگر گنجانده شده است. اسقاط قطعه در این مرحله بسیار گران است. این بدان معنی است که فرآیند جداسازی باید دقیق و ملایم باشد.
به طور خاص، از دو چیز باید اجتناب کرد: اول، فرآیند جداسازی نباید نیروی مکانیکی یا تنش قابل توجهی ایجاد کند، زیرا صفحه نمایش بسیار شکننده است. دوم، این فرآیند نباید باعث گرم شدن بیش از حد نمایشگر شود، زیرا ممکن است به لوازم الکترونیکی آسیب برساند.
لیزرهای اگزایمر تولید OLED را امکان پذیر می کند
تولیدکنندگان اصلی نمایشگر AMOLED در حال حاضر از فرآیند جداسازی به نام لیزر لیفت (LLO) استفاده می کنند. قبل از استفاده از LLO، کل پانل باید برگردانده شود تا بستر شیشه مادر رو به بالا باشد. سپس، نور حاصل از یک منبع انرژی با پالس بالا، یک لیزر اکسایمر فرابنفش (UV)، به یک پرتو نازک تبدیل میشود. این پرتو از طریق شیشه فقط در سطح مشترک بین بستر شیشه مادر و بستر پلیمری لایه نازک حاوی مدار نمایشگر متمرکز می شود.
پرتو به سرعت کل سطح زیرلایه شیشه مادر را اسکن می کند. اگرچه نور UV از شیشه عبور می کند، اما به شدت توسط چسب بین بستر شیشه مادر و پلیمر و همچنین خود پلیمر جذب می شود. گرمای لیزر چسب را تقریباً فورا تبخیر می کند و صفحه نمایش را از بستر شیشه مادر جدا می کند. اما این چیزی است که ما می خواهیم، لیزر تقریباً به هیچ وجه به زیرلایه صفحه نمایش پلیمری نفوذ نمی کند، بنابراین گرمای زیادی در صفحه نمایش ایجاد نمی کند. مدار نمایشگر تحت تأثیر فرآیند LLO قرار نمی گیرد.
مانند ELA، لیزرهای اگزایمر یک منبع نور ایده آل برای LLO فراهم می کنند. دو دلیل اصلی وجود دارد: اول اینکه لیزرهای اگزایمر پالس هایی با انرژی بالاتر در نور UV نسبت به سایر انواع لیزرها تولید می کنند. این اشعه ماوراء بنفش به شدت توسط چسب ها جذب می شود و قدرت بالای لیزر باعث می شود چسب به سرعت تجزیه شود. این به LLO اجازه می دهد تا با سرعت مورد نیاز برای تولید نمایشگر حرکت کند. سرعت مهم است، زیرا تولیدکنندگان بزرگ نمایشگر هر روز صفحه نمایش بیش از 1 میلیون تلفن همراه را عرضه می کنند!
علاوه بر این، پرتو لیزر اگزایمر خود را به تشکیل یک پرتو دراز میدهد. این می تواند به یک پروفیل پرتویی با نیمرخ یکنواخت (باله تخت) تبدیل شود، به جای پروفیل شدت گاوسی که توسط اکثر لیزرها تولید می شود. پروفیل پرتو بالای تخت، دامنه پردازش بسیار بیشتری را نسبت به پرتو گاوسی فراهم می کند. این باعث می شود که خط تولید LLO کمتر مستعد تغییرات کوچک در موقعیت فوکوس دقیق لیزر و اندازه زیرلایه شیشه مادر باشد، که می تواند تاب برداشتن جزئی را در بستر شیشه مادر تحمل کند.
سیستم های LLO شرکت Coherent توسط تولید کنندگان بزرگ نمایشگر در سراسر جهان پذیرفته شده است. این سیستم ها لیزرهای اگزایمر بسیار پایدار را با سیستم نوری منحصر به فرد UVblade ما ترکیب می کنند تا پرتو خط نهایی را تولید کنند. ما میتوانیم از تمام اندازههای نمایشگر فعلی، از پنلهای تک تا زیرلایههای بزرگ پشتیبانی کنیم. اپتیک های UVblade Coherent مقیاس پذیر هستند تا نیازهای تولید نمایشگرهای انعطاف پذیر و تاشو نسل بعدی را برآورده کنند.
