Hvernig hjálpa leysir til við að búa til ofurþunna skjái með mikla birtu í dag? Eldra fólk man kannski hvernig forn sjónvörp litu út. Frá stórum, fyrirferðarmiklum bakskautsgeislum til þunnra, léttra skjáa í dag, hefur skjátækni þróast verulega.
Elstu flatskjásjónvörpin og skjáirnir voru byggðir á fljótandi kristalskjáum (LCD). Þessi tækni táknaði stórt stökk fram á við yfir gömlu bakskautsrörin.
Hins vegar er innri uppbygging LCD í raun nokkuð flókin. LCD spjöld gefa ekki frá sér ljós ein og sér, svo þau þurfa baklýsingu, skautara og lag af litasíu til að framleiða rauða, græna og bláa myndefni. Allir þessir þættir hindra getu til að smækka tækið, sérstaklega takmarka sveigjanleika.
Til að ná þynnri, sveigjanlegri skjám þróuðu framleiðendur lífræna ljósdíóða (OLED) tækni. Hver myndeining á AMOLED skjá inniheldur þrjá ljósgjafa (rauða, græna og bláa), svo engin baklýsing er nauðsynleg. Þar að auki geta AMOLED skjáir verið mjög þunnir, jafnvel brot af millimetra þykkt. Þetta er heildarþykktin eftir að öðrum hagnýtum lögum hefur verið bætt við eins og snertivirkni og birtuaukning. Vegna þess að hægt er að gera AMOLED skjái svo þunna gætu skjáirnir jafnvel verið færir um að beygja sig eða brjóta saman.
En að gera skjái svona þunnt setur framleiðendum fyrir áskorunum. Mundu að framleiðendur búa til marga skjái samtímis á einu undirlagi sem er um það bil 1,5 metrar á 1,9 metra, og að vinna eitthvað sem er aðeins brot úr millimetra þykkt í þeirri stærð er óframkvæmanlegt. Það er erfitt að vinna úr einhverju sem er bæði stórt og þunnt. Það er líka mikilvægt að undirlagið á skjánum haldist mjög, mjög flatt í gegnum framleiðsluferlið. Aftur er erfitt að vinna úr einhverju sem er bæði stórt og þunnt.
Leyndarmálið við að búa til ofurþunna skjái
Til að takast á við þetta vandamál, byggja framleiðendur skjái á þykkari, stífari "móðurgler" undirlagi. Fyrsta framleiðsluskrefið er að tengja þunnt filmufjölliðalag við undirlag móðurglersins. Þetta fjölliðalag verður grunnurinn að fullunna skjánum. Því næst er kísill settur á fjölliða undirlagið, fylgt eftir með excimer laser annealing (ELA), staðsetning rafrásanna og loks staðsetning á öðrum samsettum lögum skjásins.
Undir lok þessa ferlis er skjárinn aðskilinn frá undirlagi móðurglersins. Að lokum ertu með ofurþunnan skjá.
Þegar skjárinn er aðskilinn frá móðurglerundirlaginu er framleiðsluferlinu næstum lokið. Á þessum tímapunkti er megnið af kostnaðinum þegar innifalið í skjánum. Það er mjög dýrt að úrelda hlutann á þessu stigi. Þetta þýðir að aðskilnaðarferlið verður að vera nákvæmt og blíðlegt.
Sérstaklega þarf að forðast tvennt: Í fyrsta lagi má aðskilnaðarferlið ekki mynda neina verulega vélræna krafta eða streitu, vegna þess að skjárinn er mjög viðkvæmur. Í öðru lagi má ferlið ekki valda því að skjárinn hitni of mikið, því það getur skemmt rafeindabúnaðinn.
Excimer leysir gera OLED framleiðslu mögulega
Almennir framleiðendur AMOLED skjáa nota sem stendur aðskilnaðarferli sem kallast laser lift-off (LLO). Áður en LLO er notað þarf að snúa öllu spjaldinu við þannig að undirlag móðurglers snúi upp. Þá er ljós frá hápúls orkugjafa, útfjólubláum (UV) excimer leysir, myndað í þunnan geisla. Þessi geisli er einbeittur í gegnum glerið rétt við tengið milli móðurglerundirlagsins og þunnfilmufjölliða undirlagsins sem inniheldur skjárásina.
Geislinn skannar fljótt allt undirlagssvæði móðurglersins. Þrátt fyrir að UV ljósið fari í gegnum glerið frásogast það sterklega af límið milli undirlags móðurglersins og fjölliðunnar, svo og fjölliðunnar sjálfrar. Hitinn frá leysinum gufar upp límið nánast samstundis og aðskilur skjáinn frá móðurglerundirlaginu. En þetta er það sem við viljum, leysirinn kemst næstum ekki inn í undirlag fjölliðaskjásins, svo það myndar ekki mikinn hita á skjánum. LLO ferlið hefur ekki áhrif á skjárásina.
Eins og ELA, veita excimer leysir kjörinn ljósgjafa fyrir LLO. Það eru tvær meginástæður: Í fyrsta lagi framleiða excimer leysir púls með meiri orku í UV ljósinu en aðrar gerðir leysira. Þetta útfjólubláa ljós frásogast mjög af lími og mikil leysikraftur veldur því að límið brotnar hratt niður. Þetta gerir LLO kleift að hreyfa sig á þeim hraða sem krafist er fyrir skjáframleiðslu. Hraði er mikilvægur þar sem helstu skjáframleiðendur útvega skjái fyrir meira en 1 milljón farsíma á hverjum degi!
Að auki lætur excimer leysigeislinn sig til að mynda aflangan geisla. Þessu er hægt að breyta í geislasnið með samræmdu (sléttu toppi) sniði, frekar en Gaussian styrkleikasnið sem framleitt er af flestum leysigeislum. Flata toppgeislasniðið gerir ráð fyrir miklu stærra vinnslusviði en Gaussgeisli. Það gerir framleiðslulínu LLO minna næm fyrir litlum breytingum á nákvæmri fókusstöðu leysisins og stærð móðurglerundirlagsins, sem þolir smá skekkju í móðurglerundirlaginu.
LLO kerfi Coherent hafa verið samþykkt af helstu skjáframleiðendum um allan heim. Þessi kerfi sameina mjög stöðuga excimer leysigeisla og einstaka UVblade sjónkerfi okkar til að framleiða endanlega línugeislann. Við getum stutt allar núverandi skjástærðir, allt frá stökum spjöldum til stórra undirlags. UVblade ljósfræði Coherent er stigstærð til að mæta framleiðslukröfum næstu kynslóðar sveigjanlegra og samanbrjótanlegra skjáa.
