Lazerler günümüzün ultra ince, yüksek parlaklıktaki ekranlarının yaratılmasına nasıl yardımcı oluyor? Yaşlı insanlar antika televizyonların nasıl göründüğünü hatırlayabilir. Büyük, hantal katot ışın tüplerinden günümüzün ince, hafif ekranlarına kadar, ekran teknolojisi önemli ölçüde evrim geçirdi.
İlk düz panel televizyonlar ve monitörler sıvı kristal ekranlara (LCD'ler) dayanıyordu. Bu teknoloji eski katot ışın tüplerine göre büyük bir sıçramayı temsil ediyordu.
Ancak bir LCD'nin iç yapısı aslında oldukça karmaşıktır. LCD paneller kendi başlarına ışık yaymazlar, bu yüzden kırmızı, yeşil ve mavi resim öğeleri üretmek için bir arka ışık, polarizatörler ve bir renk filtresi katmanına ihtiyaç duyarlar. Tüm bu faktörler, özellikle esnekliği sınırlayarak cihazın minyatürleştirilmesi yeteneğini engeller.
Daha ince, daha esnek ekranlar elde etmek için üreticiler organik ışık yayan diyot (OLED) teknolojisini geliştirdiler. Bir AMOLED ekrandaki her resim öğesi üç yayıcı (kırmızı, yeşil ve mavi) içerir, bu nedenle arka aydınlatmaya gerek yoktur. Dahası, AMOLED ekranlar çok ince olabilir, hatta bir milimetrenin kesri kadar kalın bile olabilir. Bu, dokunmatik işlevsellik ve kontrast geliştirme gibi diğer işlevsel katmanlar eklendikten sonraki toplam kalınlıktır. AMOLED ekranlar çok ince yapılabildiğinden, ekranlar bükülebilir veya katlanabilir bile.
Ancak ekranları bu kadar ince yapmak üreticilere zorluklar çıkarıyor. Unutmayın, üreticiler aynı anda yaklaşık 1,5 metreye 1,9 metrelik tek bir alt tabaka üzerinde çok sayıda ekran üretiyorlar ve bu boyutta yalnızca bir milimetrenin kesri kalınlığında bir şeyi işlemek pratik değil. Hem büyük hem de ince bir şeyi işlemek zordur. Ayrıca, ekran alt tabakasının üretim süreci boyunca çok, çok düz kalması da kritik öneme sahiptir. Tekrar ediyorum, hem büyük hem de ince bir şeyi işlemek zordur.
Ultra ince ekranlar üretmenin sırrı
Bu sorunu çözmek için üreticiler ekranları daha kalın, daha sert "ana cam" alt tabakaları üzerine inşa eder. İlk üretim adımı, ana cam alt tabakasına ince bir film polimer tabakası bağlamaktır. Bu polimer tabakası, bitmiş ekranın temeli olacaktır. Daha sonra, polimer alt tabaka üzerine silikon biriktirilir, ardından excimer lazer tavlama (ELA), elektronik devrelerin yerleştirilmesi ve son olarak ekranın diğer kompozit katmanlarının yerleştirilmesi gelir.
Bu sürecin sonuna doğru ekran ana cam alt tabakasından ayrılır. Sonunda ultra ince bir ekranınız olur.
Ekran ana cam alt tabakasından ayrıldığında, üretim süreci neredeyse tamamlanmıştır. Bu noktada, maliyetin çoğu zaten ekrana dahil edilmiştir. Bu aşamada parçayı hurdaya ayırmak çok pahalıdır. Bu, ayırma sürecinin hassas ve nazik olması gerektiği anlamına gelir.
Özellikle iki şeyden kaçınılmalıdır: Birincisi, ayırma işlemi önemli mekanik kuvvetler veya stres üretmemelidir, çünkü ekran çok kırılgandır. İkincisi, işlem ekranın çok fazla ısınmasına neden olmamalıdır, çünkü bu elektronik aksama zarar verebilir.
Excimer lazerler OLED üretimini mümkün kılıyor
Ana akım AMOLED ekran üreticileri şu anda lazer kaldırma (LLO) adı verilen bir ayırma işlemi kullanmaktadır. LLO kullanılmadan önce, tüm panelin ana cam alt tabakası yukarı bakacak şekilde çevrilmesi gerekir. Daha sonra, yüksek darbeli bir enerji kaynağı olan bir ultraviyole (UV) eksimer lazerden gelen ışık ince bir ışına dönüştürülür. Bu ışın, ana cam alt tabakası ile ekran devresini içeren ince film polimer alt tabakası arasındaki arayüzde camdan odaklanır.
Işın, tüm ana cam alt tabaka alanını hızla tarar. UV ışığı camdan geçmesine rağmen, ana cam alt tabaka ile polimer arasındaki yapıştırıcı ve polimerin kendisi tarafından güçlü bir şekilde emilir. Lazerden gelen ısı yapıştırıcıyı neredeyse anında buharlaştırarak ekranı ana cam alt tabakadan ayırır. Ancak istediğimiz şey budur, lazer polimer ekran alt tabakasına neredeyse hiç nüfuz etmez, bu nedenle ekranda çok fazla ısı üretmez. Ekran devresi LLO işleminden etkilenmez.
ELA gibi, excimer lazerler de LLO için ideal bir ışık kaynağı sağlar. Bunun iki ana nedeni vardır: Birincisi, excimer lazerler UV ışığında diğer lazer türlerine göre daha yüksek enerjili darbeler üretir. Bu UV ışığı yapıştırıcılar tarafından güçlü bir şekilde emilir ve yüksek lazer gücü yapıştırıcının hızla parçalanmasına neden olur. Bu, LLO'nun ekran üretimi için gereken hızlarda hareket etmesini sağlar. Hız önemlidir, çünkü büyük ekran üreticileri her gün 1 milyondan fazla cep telefonuna ekran tedarik ediyor!
Ek olarak, excimer lazer ışını uzunlamasına bir ışın oluşturmaya uygundur. Bu, çoğu lazerin ürettiği Gauss yoğunluk profili yerine, düzgün (düz üst) bir profile sahip bir ışın profiline dönüştürülebilir. Düz üst ışın profili, Gauss ışınından çok daha geniş bir işleme aralığına izin verir. Üretim hattı LLO'sunu, lazerin tam odak pozisyonundaki ve ana cam alt tabakanın boyutundaki küçük değişikliklere karşı daha az duyarlı hale getirir; bu, ana cam alt tabakada hafif bir eğrilmeyi tolere edebilir.
Coherent'in LLO sistemleri dünya çapındaki büyük ekran üreticileri tarafından benimsenmiştir. Bu sistemler, son hat ışınını üretmek için son derece kararlı excimer lazerleri benzersiz UVblade optik sistemimizle birleştirir. Tek panellerden büyük alt tabakalara kadar tüm mevcut ekran boyutlarını destekleyebiliriz. Coherent'in UVblade optikleri, yeni nesil esnek ve katlanabilir ekranların üretim gereksinimlerini karşılamak için ölçeklenebilir.
