Tia laser giúp tạo ra màn hình siêu mỏng, độ sáng cao ngày nay như thế nào? Người lớn tuổi có thể nhớ những chiếc tivi cổ trông như thế nào. Từ những ống tia âm cực lớn, cồng kềnh đến màn hình mỏng, nhẹ ngày nay, công nghệ hiển thị đã phát triển đáng kể.
Những chiếc tivi màn hình phẳng và màn hình đầu tiên dựa trên màn hình tinh thể lỏng (LCD). Công nghệ này đại diện cho bước tiến vượt bậc so với các ống tia âm cực cũ.
Tuy nhiên, cấu trúc bên trong của LCD thực sự khá phức tạp. Các tấm LCD không tự phát ra ánh sáng, vì vậy chúng cần đèn nền, bộ phân cực và một lớp bộ lọc màu để tạo ra các thành phần hình ảnh màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam. Tất cả các yếu tố này cản trở khả năng thu nhỏ thiết bị, đặc biệt là hạn chế tính linh hoạt.
Để đạt được màn hình mỏng hơn, linh hoạt hơn, các nhà sản xuất đã phát triển công nghệ diode phát sáng hữu cơ (OLED). Mỗi thành phần hình ảnh trong màn hình AMOLED chứa ba bộ phát (đỏ, xanh lá cây và xanh lam), do đó không cần đèn nền. Hơn nữa, màn hình AMOLED có thể rất mỏng, thậm chí chỉ dày một phần nhỏ của một milimét. Đây là tổng độ dày sau khi thêm các lớp chức năng khác như chức năng cảm ứng và tăng cường độ tương phản. Vì màn hình AMOLED có thể được làm rất mỏng nên màn hình thậm chí có thể uốn cong hoặc gập lại.
Nhưng việc tạo ra màn hình mỏng như thế này đặt ra cho các nhà sản xuất nhiều thách thức. Hãy nhớ rằng, các nhà sản xuất đang tạo ra rất nhiều màn hình cùng lúc trên một tấm nền duy nhất có kích thước khoảng 1,5 mét x 1,9 mét và việc xử lý thứ gì đó chỉ dày một phần nhỏ của một milimét ở kích thước đó là không thực tế. Xử lý thứ gì đó vừa to vừa mỏng là rất khó. Điều quan trọng nữa là tấm nền màn hình phải rất, rất phẳng trong suốt quá trình sản xuất. Một lần nữa, việc xử lý thứ gì đó vừa to vừa mỏng là rất khó.
Bí quyết để tạo ra màn hình siêu mỏng
Để giải quyết vấn đề này, các nhà sản xuất xây dựng màn hình trên các chất nền "kính mẹ" dày hơn, cứng hơn. Bước sản xuất đầu tiên là liên kết một lớp polyme màng mỏng với chất nền kính mẹ. Lớp polyme này sẽ trở thành nền tảng của màn hình hoàn thiện. Tiếp theo, silicon được lắng đọng trên chất nền polyme, sau đó là ủ laser excimer (ELA), đặt các mạch điện tử và cuối cùng là đặt các lớp composite khác của màn hình.
Vào cuối quá trình này, màn hình được tách ra khỏi lớp nền kính mẹ. Cuối cùng, bạn có một màn hình siêu mỏng.
Khi màn hình được tách khỏi lớp nền kính mẹ, quá trình sản xuất gần như đã hoàn tất. Lúc này, hầu hết chi phí đã được bao gồm trong màn hình. Việc loại bỏ bộ phận này ở giai đoạn này rất tốn kém. Điều này có nghĩa là quá trình tách phải chính xác và nhẹ nhàng.
Đặc biệt, cần tránh hai điều sau: Thứ nhất, quá trình tách không được tạo ra bất kỳ lực cơ học hoặc ứng suất đáng kể nào, vì màn hình rất dễ vỡ. Thứ hai, quá trình này không được khiến màn hình nóng lên quá mức, vì điều này có thể làm hỏng các thiết bị điện tử.
Tia laser Excimer giúp sản xuất OLED khả thi
Các nhà sản xuất màn hình AMOLED chính thống hiện đang sử dụng một quy trình tách gọi là laser lift-off (LLO). Trước khi sử dụng LLO, toàn bộ tấm nền cần được lật ngược lại để lớp nền kính mẹ hướng lên trên. Sau đó, ánh sáng từ nguồn năng lượng xung cao, tia laser excimer cực tím (UV), được tạo thành một chùm tia mỏng. Chùm tia này được hội tụ qua kính ngay tại giao diện giữa lớp nền kính mẹ và lớp nền polyme màng mỏng chứa mạch hiển thị.
Chùm tia quét nhanh toàn bộ khu vực nền kính mẹ. Mặc dù ánh sáng UV đi qua kính, nhưng nó bị hấp thụ mạnh bởi chất kết dính giữa nền kính mẹ và polyme, cũng như bản thân polyme. Nhiệt từ tia laser làm bay hơi chất kết dính gần như ngay lập tức, tách màn hình khỏi nền kính mẹ. Nhưng đây là điều chúng ta muốn, tia laser hầu như không xuyên qua nền hiển thị polyme, do đó không tạo ra nhiều nhiệt trong màn hình. Mạch hiển thị không bị ảnh hưởng bởi quy trình LLO.
Giống như ELA, laser excimer cung cấp nguồn sáng lý tưởng cho LLO. Có hai lý do chính: Thứ nhất, laser excimer tạo ra các xung có năng lượng cao hơn trong ánh sáng UV so với các loại laser khác. Ánh sáng UV này được hấp thụ mạnh bởi chất kết dính và công suất laser cao khiến chất kết dính bị phá vỡ nhanh chóng. Điều này cho phép LLO di chuyển với tốc độ cần thiết để sản xuất màn hình. Tốc độ rất quan trọng, vì các nhà sản xuất màn hình lớn cung cấp màn hình cho hơn 1 triệu điện thoại di động mỗi ngày!
Ngoài ra, chùm tia laser excimer có thể tạo thành chùm tia kéo dài. Chùm tia này có thể được chuyển đổi thành một cấu hình chùm tia có cấu hình đồng nhất (mặt phẳng), thay vì cấu hình cường độ Gaussian do hầu hết các tia laser tạo ra. Cấu hình chùm tia mặt phẳng cho phép phạm vi xử lý lớn hơn nhiều so với chùm tia Gaussian. Nó làm cho LLO của dây chuyền sản xuất ít bị ảnh hưởng bởi những thay đổi nhỏ về vị trí hội tụ chính xác của tia laser và kích thước của tấm nền kính mẹ, có thể chịu được sự cong vênh nhẹ ở tấm nền kính mẹ.
Hệ thống LLO của Coherent đã được các nhà sản xuất màn hình lớn trên toàn thế giới áp dụng. Các hệ thống này kết hợp laser excimer có độ ổn định cao với hệ thống quang học UVblade độc đáo của chúng tôi để tạo ra chùm tia cuối cùng. Chúng tôi có thể hỗ trợ tất cả các kích thước màn hình hiện tại, từ tấm đơn đến tấm nền lớn. Hệ thống quang học UVblade của Coherent có khả năng mở rộng để đáp ứng các yêu cầu sản xuất màn hình linh hoạt và có thể gập lại thế hệ tiếp theo.
