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激光顯示

激光在顯示器制造中的應用①:雷射剝離技術(shù)

Coherent 來(lái)源:供稿:臺灣鐳射科技應用協(xié)會(huì )2024-06-11 我要評論(0 )   

COHERENT 公司的 UVBLADE 系統可在薄型柔性 AMOLED 顯示器 的生產(chǎn)中執行這一關(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(dòng)裝置中采用。激光如何幫助...


COHERENT 公司的 UVBLADE 系統可在薄型柔性 AMOLED 顯示器 的生產(chǎn)中執行這一關(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(dòng)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 的內部結構其實(shí)相當復雜。 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(lái)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(kāi)發(fā)了有機發(fā)光二極管(OLED)技術(shù)。 AMOLED 顯示器中的每個(gè)圖元都包含三個(gè)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(lái)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(shí)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(shí)際的。加工又大又薄的東西是難之又難。另外,在整個(gè)制造過(guò)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(gè)問(wèn)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(gè)生產(chǎn)步 驟是將薄膜聚合物層粘合到母玻璃基板上。這個(gè)聚合物層將成為成品顯示器的基礎。接下來(lái),將硅沉積在聚合物基板上,然后進(jìn)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合層。

 

在此過(guò)程即將結束時(shí),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(guò)程就差不多完成了。此時(shí),大部分成本都已經(jīng)包含在 顯示器中。如果這個(gè)階段零件報廢,則代價(jià)是非常昂貴的。這意味著(zhù)分離過(guò)程務(wù)必精準輕柔 。

 

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

 

準分子雷射讓 OLED 生產(chǎn)切實(shí)可行

 

目前主流 AMOLED 顯示器制造商使用一種稱(chēng)為激光剝離技術(shù)(LLO)的分離工藝。在使用 LLO 前,整個(gè)面板需要翻過(guò)來(lái),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(xiàn)(UV)準分子激光形成一條細長(cháng)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(guò)玻璃。

 

光束快速掃描整個(gè)母玻璃基板區域。雖然紫外光穿過(guò)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(guò)這才是我們想要的,雷射幾乎完全不會(huì )透入聚合物顯示器基板內,因此不會(huì )在 顯示器內產(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(gè)原因:首先,相比其他類(lèi) 型的雷射,準分子雷射在紫外線(xiàn)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(huì )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(dòng)。速度很重 要,因為主要的顯示器制造商每天要為超過(guò)100 萬(wàn)部手機供應熒幕!

 

此外,準分子激光光束有助于形成細長(cháng)光束。它可以轉換為具有均勻(平頂)的光束剖面, 而不是大多數激光產(chǎn)生的高斯強度分布。平頂光束剖面可以實(shí)現比高斯光束更大的加工范圍 。它使生產(chǎn)線(xiàn) LLO不易受激光精確焦點(diǎn)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 系統已被世界各地的主要顯示器制造商采用。這些系統將高度穩定的 準分子雷射與我們獨特的 UVblade 光學(xué)系統相結合,產(chǎn)生最終的線(xiàn)光束。我們可以支援目 前所有的顯示器尺寸,從單個(gè)面板到大型基板。Coherent 公司的 UVblade 光學(xué)器件可根據下一代柔性和可摺疊顯示器的生產(chǎn)要求進(jìn)行擴展。

 


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