Como os lasers ajudam a criar as telas ultrafinas e de alto brilho de hoje? Pessoas mais velhas podem se lembrar de como eram as televisões antigas. De grandes e volumosos tubos de raios catódicos às telas finas e leves de hoje, a tecnologia de exibição evoluiu drasticamente.
As primeiras televisões e monitores de tela plana eram baseados em telas de cristal líquido (LCDs). Essa tecnologia representou um grande salto à frente em relação aos antigos tubos de raios catódicos.
No entanto, a estrutura interna de um LCD é, na verdade, bem complexa. Painéis LCD não emitem luz por si só, então eles exigem uma luz de fundo, polarizadores e uma camada de filtros de cor para produzir elementos de imagem vermelhos, verdes e azuis. Todos esses fatores dificultam a capacidade de miniaturizar o dispositivo, especialmente limitando a flexibilidade.
Para obter telas mais finas e flexíveis, os fabricantes desenvolveram a tecnologia de diodo orgânico emissor de luz (OLED). Cada elemento de imagem em uma tela AMOLED contém três emissores (vermelho, verde e azul), portanto, nenhuma luz de fundo é necessária. Além disso, as telas AMOLED podem ser muito finas, até mesmo uma fração de milímetro de espessura. Esta é a espessura total após a adição de outras camadas funcionais, como funcionalidade de toque e aprimoramento de contraste. Como as telas AMOLED podem ser tão finas, as telas podem até ser dobradas ou entortadas.
Mas fazer displays tão finos apresenta desafios aos fabricantes. Lembre-se, os fabricantes estão fazendo muitos displays simultaneamente em um único substrato que tem cerca de 1,5 metro por 1,9 metro, e processar algo que tem apenas uma fração de milímetro de espessura nesse tamanho é impraticável. Processar algo que é grande e fino é difícil. Também é essencial que o substrato do display permaneça muito, muito plano durante todo o processo de fabricação. Novamente, processar algo que é grande e fino é difícil.
O segredo para fazer telas ultrafinas
Para resolver esse problema, os fabricantes constroem displays em substratos de "vidro-mãe" mais espessos e rígidos. A primeira etapa da produção é unir uma fina camada de polímero de filme ao substrato de vidro-mãe. Essa camada de polímero se tornará a base do display finalizado. Em seguida, o silício é depositado no substrato de polímero, seguido pelo recozimento a laser excimer (ELA), colocação dos circuitos eletrônicos e, finalmente, colocação das outras camadas compostas do display.
No final desse processo, o display é separado do substrato de vidro mãe. No final, você tem um display ultrafino.
Quando o display é separado do substrato de vidro mãe, o processo de fabricação está quase completo. Neste ponto, a maior parte do custo já está incluída no display. É muito caro descartar a peça neste estágio. Isso significa que o processo de separação deve ser preciso e suave.
Em particular, duas coisas devem ser evitadas: Primeiro, o processo de separação não deve gerar nenhuma força mecânica significativa ou estresse, porque o display é muito frágil. Segundo, o processo não deve fazer com que o display aqueça muito, porque isso pode danificar os componentes eletrônicos.
Lasers excimer viabilizam produção de OLED
Os principais fabricantes de telas AMOLED atualmente usam um processo de separação chamado laser lift-off (LLO). Antes de usar o LLO, o painel inteiro precisa ser virado para que o substrato de vidro-mãe fique voltado para cima. Então, a luz de uma fonte de energia de pulso alto, um laser excimer ultravioleta (UV), é formada em um feixe fino. Este feixe é focado através do vidro apenas na interface entre o substrato de vidro-mãe e o substrato de polímero de filme fino que contém o circuito da tela.
O feixe varre rapidamente toda a área do substrato de vidro mãe. Embora a luz UV passe pelo vidro, ela é fortemente absorvida pelo adesivo entre o substrato de vidro mãe e o polímero, bem como pelo próprio polímero. O calor do laser evapora o adesivo quase instantaneamente, separando o display do substrato de vidro mãe. Mas é isso que queremos, o laser quase não penetra no substrato de polímero do display, então ele não gera muito calor no display. O circuito do display não é afetado pelo processo LLO.
Assim como o ELA, os lasers excimer fornecem uma fonte de luz ideal para LLO. Há duas razões principais: Primeiro, os lasers excimer produzem pulsos com maior energia na luz UV do que outros tipos de lasers. Essa luz UV é fortemente absorvida pelos adesivos, e a alta potência do laser faz com que o adesivo se quebre rapidamente. Isso permite que o LLO se mova nas velocidades necessárias para a produção de displays. A velocidade é importante, pois os principais fabricantes de displays fornecem telas para mais de 1 milhão de celulares todos os dias!
Além disso, o feixe de laser excimer se presta a formar um feixe alongado. Isso pode ser convertido em um perfil de feixe com um perfil uniforme (topo plano), em vez do perfil de intensidade gaussiano produzido pela maioria dos lasers. O perfil de feixe de topo plano permite uma faixa de processamento muito maior do que um feixe gaussiano. Ele torna a linha de produção LLO menos suscetível a pequenas variações na posição exata do foco do laser e no tamanho do substrato de vidro-mãe, o que pode tolerar uma leve deformação no substrato de vidro-mãe.
Os sistemas LLO da Coherent foram adotados pelos principais fabricantes de telas ao redor do mundo. Esses sistemas combinam lasers excimer altamente estáveis com nosso exclusivo sistema óptico UVblade para produzir o feixe de linha final. Podemos dar suporte a todos os tamanhos de tela atuais, de painéis únicos a grandes substratos. A óptica UVblade da Coherent é escalável para atender aos requisitos de produção de telas flexíveis e dobráveis de última geração.
