專利名稱：對用于電子設備的顯示部件的激光處理的制作方法
技術領域：
本公開一般涉及電子設備的制造技術，更具體地涉及激光處理技術在構造電子設備結構(諸如顯示器結構)中的應用。
背景技術：
顯示器在電子設備中被廣泛使用以顯示圖像。顯示器(諸如液晶顯示器)通過控制與圖像像素陣列相關聯的液晶材料來顯示圖像。典型的液晶顯示器具有濾色器層和薄膜晶體管層，液晶材料介于這兩層之間。偏振器層可形成在濾色器層和薄膜晶體管層的上表面和下表面上。也可以存在其它光學膜。作為形成液晶顯示器的處理的一部分，必須將偏光膜和其它光學膜的片按尺寸切害I]。例如，當形成用于手持設備(諸如蜂窩電話)的顯示器時，必須形成用于蜂窩電話顯示器的小的矩形偏光膜片。在期望的光學膜片從較大的片中切割下來后，可以層壓到其它結構從而形成完成的顯示器。模切(die cutting)技術典型地用于從較大的片中切割偏光膜和其它光學膜的矩形片。然而，在顯示器制造過程中的模切和層壓處理期間，可能難以保持期望的制造公差。因此希望能夠提供制造用于電子設備的顯示器的改進技術。
發明內容
用于電子設備的顯示器可以通過將顯示器層層壓在一起而形成。顯示器中的顯示器層可包括玻璃層，諸如與濾色器陣列和薄膜晶體管層或其它結構相關聯的玻璃基板層。顯示器層還可以包括其它材料層。作為例子，顯示器層可包括光學膜，諸如補償膜、漫射器、偏振器、抗反射涂層、以及由諸如聚合物之類的材料形成的其它層。在顯示器的制造中，顯示器的層可利用粘合劑彼此附著。采用一種適當的設置，用于顯示器的玻璃層可切割至其最終尺寸。稍大一些的聚合物層可附著到玻璃層的表面。可將聚合物層的尺寸設置為使得聚合物層的一些部分未疊蓋玻璃層，而是伸出玻璃層的邊緣。激光切割技術可用于修整掉聚合物層的這些多余部分。例如，可沿著玻璃層的邊緣施加紅外激光束，以去除聚合物層的伸出部分。得到的結構會使得聚合物層的邊緣與玻璃層的邊緣對齊。在激光切割操作期間，可調整形成于顯示器層上的激光光斑的尺寸和形狀。例如，當沿著顯示器的直線邊緣切割時，激光光斑可以是細長的，而當沿著顯示器的曲線部分(諸如沿顯示器拐角)切割時，激光光斑可形成為更圓的形狀。通過附圖和接下來對優選實施例的詳細描述，本發明進一步的特征、其性質和各種優點會更加清楚。
圖I是根據本發明的實施例，在利用激光處理技術制造用于電子設備的顯示器結構時可使用的類型的系統的示意圖。圖2A是根據本發明的實施例的可具有利用激光處理技術制造的顯示器的示例電子設備(諸如手持電子設備)的透視圖。圖2B是根據本發明的實施例的可具有利用激光處理技術制造的顯示器的示例電子設備(諸如便攜式計 算機)的透視圖。圖3是根據本發明的實施例的含有可使用激光切割系統處理的類型的材料層的示例顯示器的截面側視圖。圖4A是根據本發明的實施例的示例顯示器結構的截面側視圖，示出了可如何利用激光切割技術修整顯示器層，諸如聚合物光學膜。圖4B是根據本發明的實施例，圖4A的示例顯示器結構在激光修整以去除光學膜的多余部分之后的截面側視圖。圖5是根據本發明的實施例的激光處理系統的示意圖，示出在制造用于電子設備的顯示器期間，激光切割設備可如何產生用于切割材料層的受控激光束。圖6是根據本發明的實施例的顯示器結構的截面側視圖，該顯示器結構包括諸如抗反射涂層和觸摸傳感器層之類的層，這些層正在被修整以使得這些層的邊緣與顯示器中的其它顯示器層對齊。圖7A是根據本發明的實施例的示例顯示器結構的截面側視圖，該顯示器結構包括諸如濾色器陣列層和薄膜晶體管層之類的顯示器層，以及正在利用激光切割設備切割的諸如偏振材料層之類的相關聯的聚合物膜。圖7B是根據本發明的實施例的圖7A的示例顯示器結構的頂視圖，示出對準標記可位于顯示器結構上的位置。圖8A是根據本發明的實施例的示意圖，示出激光束可如何平行于與工件暴露表面相關聯的表面法線而被引向工件。圖SB是根據本發明的實施例，在工件表面上的可以與圖8A的激光束相關聯的類型的激光光斑的示意圖。圖9A是根據本發明的實施例的不意圖，不出激光束可如何相對于與工件暴露表面相關聯的表面法線成非零角度而被引向工件。圖9B是根據本發明的實施例，在工件表面上的可以與圖9A的激光束相關聯的類型的激光光斑的示意圖。圖10是根據本發明的實施例的曲線圖，其中針對具有可用于切割顯示器材料層的類型的圓形截面的激光束，激光束強度被繪制為位置的函數。圖11是根據本發明的實施例的曲線圖，其中針對具有可用于切割顯示器材料層的類型的細長截面的激光束，激光束強度被繪制為位置的函數。圖12是根據本發明的實施例的示意圖，示出了可如何通過沿著平行于激光束截面的縱軸的方向平移具有細長截面的激光束來進行激光切割。圖13A是根據本發明的實施例的示意圖，示出了可如何使用具有圓形截面輪廓的激光束來將光學膜切割成具有曲線邊緣的形狀。圖13B是根據本發明的實施例，利用具有圓形截面的激光切割出的激光切割結構(諸如顯示器層)的一部分的頂視圖。圖14是根據本發明的實施例的示意圖，示出了可如何使用具有可變形截面輪廓的激光束來將顯示器層切割成具有曲線邊緣的形狀。圖15是根據本發明的實施例，利用激光處理技術形成電子設備結構(諸如顯示器結構)所涉及的示例性步驟的流程圖。
具體實施方式
顯示器廣泛用于電子設備。例如，顯示器可用于計算機監視器、膝上型計算機、媒體播放器，蜂窩電話和其它手持設備、平板計算機、電視和其它設備。顯示器可基于等離子技術、有機發光二極管技術、液晶結構等。顯示器通常包括材料層。例如，液晶顯示器可包括具有濾色器元件的濾色器陣列層、具有用于控制將電場施加到液晶圖像像素的薄膜晶體管的薄膜晶體管層。蓋片層可用于覆蓋顯示器。蓋片層和諸如濾色器陣列層和薄膜晶體管層等其它顯示器層典型地可由玻璃形成，但是在需要時也可由其它基板材料(諸如聚合物)形成。通常有多個另外的顯示器層與顯示器相關聯。例如，典型的液晶顯示器可包括與偏振器、抗反射涂層、用于觸摸傳感器陣列的基板、雙折射(補償)膜、光導板、漫射器等相關聯的層。有時稱作光學膜的這些層往往由聚合物形成。在傳統的顯示器制造設置中，玻璃層可利用劃片和裂片(scribe-and-break)技術切割。聚合物層傳統上可利用模壓技術切割。以這種方式切割的層可利用層壓設備被層壓。為了相對于傳統顯示器制造方法提高產量和對準精度，激光切割技術可被用于切割電子設備結構(諸如與電子設備顯示器相關聯的層)。利用激光(諸如紅外激光)可以容易地切割聚合物，因此使用激光切割來相對于其它顯示器層修整聚合物層有時在這里作為示例被描述。如果需要，可利用激光處理技術圖案化其它顯示器層，諸如由玻璃、陶瓷、碳纖維復合物和其它材料形成的顯示器層。由諸如聚合物的材料形成的顯示器層的切割僅是一個示例。圖I示出了示例性激光切割系統的示意圖。如圖I所示，激光切割設備10可包括激光器(諸如激光器12)和光束整形及定位沒備16。設備10可在工件18上整形和定位激光束14。工件18可包括顯示器結構，諸如顯示器或其它適當電子沒備結構中的一個或多個材料層(例如，一個或多個聚合物層、一個或多個玻璃層、一個或多個陶瓷層、一個或多個纖維式復合物層、這些層的細合等)。激光器12可以是，例如，產生波長在約150nm到約20微米之間的光(諸如紫外、可見或紅外波長的光)的連續波(CW)或脈沖激光器，更優選地是產生波長在I到20微米、I到12微米、或9到12微米范圍內的紅外光的激光器。在紅外光譜中，高功率激光源是廣泛可獲得的，并且大多數聚合物至少略微不透光并且能夠易于吸收進入的激光。可用作激光器12的激光器類型的一個示例是二氧化碳(CO2)激光器，其產生范圍在大約為9. 2到11. 4微米的一個或多個波長的光。可利用其它類型的激光器且產生其它波長的激光。例如，激光器12可以是二極管激光器、固態激光器、CO2激光器以外的氣體激光器、或其它適當類型的激光器。
激光器12可產生脈沖或CW激光束，諸如光束14。可利用光束整形及定位設備16控制光束14的形狀和光束14相對于工件18的位置。設備16可包括光學部件，諸如透鏡、金屬涂層反射鏡、由棱鏡形成的反射鏡、由電介質疊層形成的反射鏡、漫射器、光束調節器、濾光器、可變形反射鏡、可調快門、以及其它光學部件。設備16還可以包括定位器，諸如馬達、螺線管、以及能夠控制光束整形及定位沒備16的光學部件相對于工件18的位置(例如，通過橫過工件表面的光束光柵掃描(rastering)、通過相對于彼此橫向平移光束和/或工件18、通過調整設備16中光學部件間的距離、通過改變可變形光學結構的形狀等)的其它部件。在一個典型方案中，激光器12可產生大約10-100W的輸出功率或其它適當數值的輸出功率，諸如低于50W的功率、高于20W的功率等。光束14可在工件18上聚焦成具有大約100到500微米直徑的光斑尺寸(例如1/e2直徑)的光斑。在諸如這些的激光照射條件下，工件18中的光學膜(諸如偏振器層和其它聚合物層)會被切割(諸如通過聚合物材料中的鍵的熱斷裂或其它分解機制，諸如燒蝕)。圖2A示出了諸如手持電子設備的示例電子設備的透視圖，其可具有包含被激光切割的材料(諸如利用圖I的激光處理設備10處理的層)的顯示器。如圖2A所示，電子設備20可具有外殼，諸如外殼22。外殼22可以由諸如塑料、玻璃、陶瓷、金屬、復合纖維以及這些材料的組合之類的材料構成。外殼可22具有一個或多個部分。在圖2A的設置中，設備20具有正面和背面。可由圖I中的工件18中的顯示器結構形成的顯示器24可安裝在外殼22的正面。在顯示器24中可提供開口 26。例如，開口 26可用于形成揚聲器端口、按鈕開口、以及在用于顯示器24的蓋片玻璃層中或在其它顯示器層中的其它開口。圖2B示出了另一類型的示例電子設備的透視圖，其可具有利用激光處理設備(諸如圖I的激光處理設備10)制造的顯示器。在圖2B的示例中，外殼22具有上部22A和下部22B。部分22A和22B可由鉸鏈連接。上部22A可用于容納顯示器24。在下部22B中可提供處理電路和輸入輸出部件，諸如軌跡板28和鍵盤30。圖2B的設備20可以是，例如，便攜式計算機。在其它示例電子沒備(例如平板計算機、音樂播放器等)中，諸如顯示器24的顯示器和其它電子設備部件可采用其它配置被安裝在外殼22中。圖2A和2B的顯示器安裝沒置僅僅是示例性的。圖3示出了可并入電子設備中的類型的示例顯示器的截面側視圖。圖3的示例顯示器是液晶顯示器(作為示例)。必要時，可向電子設備提供其它類型的顯示器。如圖3中所示，顯示器24可包括濾色器層32 (有時稱作濾色陣列層)和薄膜晶體管層34。濾色器層32可包括濾色器元件陣列。在一種典型布置中，層32的每一個像素都包括三種類型的有色像素(例如，紅色、綠色和藍色子像素)。液晶層36包括液晶材料且通常介于濾色器層32和薄膜晶體管層34之間。薄膜晶體管層34可包括電子部件，諸如薄膜晶體管、電容器和用于控制施加到液晶層36的電場的電極。光學膜層38和40以及顯示器層42可形成在濾色器層12、液晶層16和薄膜晶體 管層14的上方和下方。光學膜18和20可包括諸如四分之一波片、半波片、漫射膜、光學粘合劑和雙折射補償層之類的結構。顯示器層42可包括這種類型的膜和/或其它顯示器結構，諸如蓋片玻璃層或者聚合物蓋片層、抗反射涂層、用于防止指紋和刮痕的涂層、觸摸傳感器陣列(諸如具有透明電容電極(諸如在像玻璃或聚合物基板之類的透明基板上圖案化的氧化銦錫電極)的觸摸傳感器陣列)等。
顯示器24可具有上和下偏振器層44和46。背光48可以為顯示器24提供背側照明。背光48可包括光源，諸如發光二極管帶。背光48還可包括光導板48A和背反射器48B。背反射器48B可位于光導板的下表面上以防止光泄漏，并且可由聚合物(諸如白色聚酯)或者其它反射材料形成。光導板48A可由透明聚合物形成。來自光源的光可注入光導板的邊緣中且通過顯示器24以方向50向上散射。可在裝配期間將粘合劑層插入到顯示器24的層之間。在顯示器24中的材料層可由任意合適的材料形成。在背光48中的那些層之上的典型顯示器層是透明的以允許光在方向50上傳播。合適的顯示器層材料包括聚合物、玻璃、陶瓷、纖維式復合物等。在典型設置中，層42中的蓋片層可由玻璃板形成，用于濾色器層32和薄膜晶體管層34的基板可由玻璃面板形成，而玻璃或者聚合物可用于形成可選的用于層42中的觸摸傳感器的平坦的觸摸傳感器陣列基板。顯示器24中的其它材料層(例如，層42中的涂層和其它顯示器層，上和下偏振器44和46，光學膜40和46，以及背光48中的層)典型地由聚合物形成。但是這僅僅是示例。在一些顯示器中，通常由聚合物形成的一些層可由玻璃、陶瓷或者其它材料形成，而通常由玻璃層形成的一些層可由聚合物、陶瓷或者其它材料形成。聚合物層較之非聚合物層傾向于在更低的激光功率密度下切割，因而使用圖I的激光處理設備10來切穿顯示器24結構中的聚合物層在這里作為示例被一般性地描述。如結合圖I所描述的，必要時激光處理設備10可用于處理玻璃顯示器層或其它非聚合物電子設備結構。圖4A和4B的示例描述了使用激光處理設備10切割諸如顯示器24的結構中的聚合物。在此處所描述的圖4A和4B的示例和其它說明性示例中，構成部分或整個顯示器24的結構有時被稱為是形成工件(諸如圖I的工件18)，因為激光處理設備10被用于處理這些結構從而形成顯示器或其它所希望的最終電子設備結構。圖4A是具有一個或多個層18A和一個或多個層18B的工件(工件18)的截面側視圖。層18A可為聚合物顯示器層，諸如光學膜、聚合物涂層、聚合物觸摸面板基板、偏振器等。層18B可為玻璃或陶瓷顯示器層，諸如濾色器陣列層，薄膜晶體管層等。層18A可設置在層18B之上位于工件18的上表面，或可置于層18B之間。在圖4A闡述的方案中，層18A已被預切割為略微大于層18B的尺寸。例如，層18B可利用劃片和裂片處理而被切割，形成所需的矩形顯示器封裝(footprint)，并且層18A可被模切為比層18B的標稱矩形形狀稍大的尺寸。必要時，可以利用其它技術切割層18A和18B。層18A相對于層18B的多出尺寸形成了未疊蓋在層18B的“封裝”上的伸出部分(即，當沿著垂直維度Z觀察時，未疊蓋在層18B的區域上的部分)，諸如部分52。層18A的中央部分54可疊蓋在層18B上。盡管圖4A中僅示出了層18A的一個疊蓋邊緣部分52，然而可存在例如四個疊蓋邊緣部分52，每一個疊蓋邊緣部分與層18B的矩形設置的四個邊緣56(例如，矩形顯示器的四周邊緣)中的相應一個相關聯。通過與層18B的邊緣56對準地向層18A施加激光束14，層18A的未疊蓋邊緣部分52可被修整脫離層18A的主要疊蓋部分54。在以這種方式從工件18中修整去除層18A的多余部分后，工件18可呈現為圖4B所示的那樣。如圖4B所示，層18A的部分52在接下來的激光修整中不再出現，從而層18A的邊緣56與層18B的邊緣56對齊。這種類型的激光修整的精度可超過與典型的模切和層壓工藝相關聯的精度。例如，利用小于0. 05mm的光斑尺寸和能夠將光束14相對于層18B的邊緣56定位在+/-0. 05mm內的定位技術，層18A的經修整邊緣56的位置可與層18B的邊緣在+/-0. Imm內對齊，而傳統的模切工藝通常表現出的尺寸公差是0. 2_，傳統的層壓工藝通常表現出的邊緣定位公差是大約0. 2_。圖5是激光處理設備10的示意圖，這種類型的設備可用于切穿顯示器結構(諸如聚合物顯示器膜)或用于切割其它適當的電子設備結構。如圖5所示，設備10可包括利用一個或多個通信路徑74與設備10中的其它電子部件互連的控制單元(諸如控制單元58)。控制單元58可利用照相機(諸如照相機60)或其它傳感器來監視激光束14在工件18的表面62上的位置。例如，控制單元58可利用照相機60探測工件18上的邊緣和對準標記，從而有助于激光光斑在工件18上的準確定位。控制單元58可基于計算沒備，諸如一個或多個處理器、存儲器芯片、聯網計算機、獨立計算機以及其它計算設備。用戶可利用按鈕、旋鈕以及其它與系統10的部件相關聯的用戶輸入接口部件和/或通過利用觸摸屏、屏上選項、鍵盤、按鈕、鼠標或其它與控制單元58相關聯的用戶輸入接口部件，手動控制系統10中的 部件的操作。控制單元58還可以自動控制設備10(例如，基于傳感器輸入，諸如來自照相機60的輸入)。控制單元58可發出控制一個或多個定位器64的操作的控制信號。定位器64可與激光處理系統10的部件，諸如激光器12、光束整形設備66、光學部件68 (諸如反射鏡、透鏡等)，以及工件18相關聯。定位器64可包括馬達、螺線管和其它用于進行位置調整的適當設備。可在線性維度X、Y和Z上以及關于這些軸的任意旋轉(角)位置上進行位置調整。激光束14可利用光學部件66和68進行整形。部件66和68可包括透鏡、濾光器、反射鏡以及用于整形光束14和相對于工件18定位光束14的其它光學部件。例如，部件66可包括用于均勻化或以其它方式調節光束14的透鏡和其它部件。部件66可在一個或多個位置被插入到光束14中。圖5中部件66置于激光器12和光學部件68之間的示意性構造僅是示意性的。可利用定位器64定位光學部件68 (諸如反射鏡和其它部件)。通過橫向平移反射鏡或其它光學部件，可控制光束14的橫向位置。例如，控制單元58可將其上安裝有反射鏡的定位器從位置70引導到位置72，由此平移反射光束14，使其沿路徑14”而不是路徑14’前進。部件68 (例如反射鏡)的旋轉控制也可用于調整光束14相對于工件18的位置。例如，通過旋轉反射鏡或其它部件68，光束14可偏轉從而使其沿路徑14”’而不是路徑14’前進。必要時，可使用光束光柵掃描(例如，調整定位器以使光束14以期望角度0偏轉)和平移(例如，調整定位器以將光束14的橫向位置改變期望量AX)的組合來控制光束布置。控制單元58還可以通過經由通信路徑74發出控制命令來控制激光器12的輸出功率，以及可以控制可變形反射鏡和其它光學部件66和68的狀態(例如，以便調整光束強度分布、光束形狀等)。圖6示出了激光器12可如何用于修整包括觸摸傳感器層(例如，觸摸傳感器層90，其可具有聚合物基板和用于形成電容觸摸傳感器陣列的導電氧化銦錫電容器電極)的工件的部分。在修整期間，激光束14可用于去除層18A的部分52。層18A可以是(例如)包括層92 (例如抗反射層或其它涂層)、觸摸傳感器層90以及層94 (例如偏振器層、其它光學膜等)的聚合物層。激光束14可具有足夠的強度以同時切穿整個層18A。在層18B由耐用基板材料(諸如玻璃或陶瓷)形成的方案中，在去除層18A的多余部分的修整處理期間，來自光束14的雜散光通常不會影響層18B (即，層18B不會被切割)。 圖7A示出了激光束14可如何用于從下層玻璃或陶瓷層18B(例如濾色器陣列層98和薄膜晶體管層96)去除聚合物層18A (例如偏振器層和/或其它光學膜)。照相機60可用于捕捉層18A和18B的圖像。例如，照相機60可用于觀察層18B的邊緣56的位置。控制單元58 (圖5)可控制光束整形及定位設備16以相對于工件18定位光束14從而使得光束14與邊緣56對齊。控制單元58可確定如何響應于手動操作輸入和/或在控制單元58上運行邊緣探測程序或其它控制算法的自動圖像識別軟件，來調整光束整形及定位沒備16。為了幫助設備10的用戶和/或運行于控制單元58上的自動圖像識別軟件準確確定工件18的位置(例如，諸如工件18的邊緣56之類的特征)，可向工件18的一個或多個層提供可視化標記，諸如在圖7A的示例中濾色器層98上的對準標記100。對準標記100可幫助設備10定位邊緣(諸如邊緣56)以及在激光切割操作期間將光束14準確定位為與邊緣(諸如邊緣56)對準。對準標記100可具有任意合適的形狀(十字、點、線、方形等)并且可由金屬或其它合適材料形成。圖7B是圖7A的濾色器層98的頂視圖，示出了可如何將對準標記100放置于工件18的四個拐角處(作為示例)。可能希望在激光處理操作期間調整光束14的形狀。例如，在一些情形中，可能希望拉長光束14的截面形狀，而在其它情形中，可能希望確保光束14的截面形狀(即光束14到達工件時形成的激光光斑的形狀)為圓形。可以通過控制光束14的路徑中的光學部件的設置和位置和/或通過控制工件18相對于光束14的方向，來改變激光光斑的形狀。可用于整形和定位光束14的部件的示例(例如，圖5中的光學部件66和/或部件68中的部件，或光束14的路徑中的其它部件)包括透鏡、金屬涂層反射鏡、由棱鏡形成的反射鏡、由電介質疊層形成的反射鏡、漫射器、光束調節器、濾光器、可變形反射鏡、可調快門以及其它光學部件。圖8A、8B、9A和9B示出了利用設備10進行光束整形的示例。在這個示例中，通過調整光束14在工件18的表面62上的入射角度，改變激光光斑形狀。必要時，可利用其它技術來對光束14進行整形(例如，利用適應性光學器件(諸如可變形反射鏡等)來使光束14變形)。圖8A、8B、9A和9B的示例僅是示例性的。在圖8A的示例性方案中，激光束14以平行于表面法線S的方向被引到工件18的表面62上(即，激光束14平行于表面法線S且垂直于表面62的平面)。光束14 (在這個示例中)在到達表面62之前具有圓形截面輪廓。結果，當到達表面62時，光束14形成圓形光斑，如圖8B所示。利用圖I的光束整形及定位設備16 (例如利用定位器64、激光器12以及諸如圖5的部件66和68之類的光學部件)，控制單元58能夠調整激光束14相對于工件18的方向，從而使得激光束14以不平行于表面法線S的方向被引到工件18的表面62上。在這種情形中，如圖9A所示，光束14相對于表面法線S成非零角A且不與表面62的平面垂直。在圖9A中，光束14 (在這個示例中)在到達工件18的表面62之前具有圓形截面輪廓，但是在圖9A的方案中，光束14的非零入射角A使得光束14在到達表面62時伸展開。結果，當到達表面62時，光束14形成細長的光斑，如圖9B中光束14的橢圓光斑所示。在細長光斑形狀(諸如圖9B的細長光斑)中，光斑的平行于縱軸76的橫向維度大于沿橫軸78的橫向維度。例如，沿軸78的光斑尺寸可以大約是100到500微米，而沿軸76的光斑尺寸可以大約是100微米到1000微米、在100微米到Imm的范圍內、在100微米到2mm的范圍內、在100微米到4mm的范圍內，等等。通過控制激光器12的功率，圖9B中的表面62上的細長光斑形狀的功率密度可以相對于圖SB的圓形光斑形狀減小、維持在相同水平、或增加。 必要時,光束(光斑)整形及定位設備16 (圖I)可用于控制光束14的強度分布。圖10和11示出了在兩種不同操作方案中的光束14的示例性強度分布。在圖10和11中，光束強度被繪制為與激光束14的傳播軸相橫切的橫向距離X的函數(即，跨光斑寬度)。圖10示出了可與光束14以及工件18上的相關激光光斑相關聯的類型的典型高斯分布。如圖10的曲線80所示，高斯強度分布的特征在于相對緩變的光束邊緣(即，強度從光束中心隨著橫向距離X增加而逐漸減小)。利用光束整形及定位設備16，可產生圖11所示類型的光束14的光束分布。如圖11的曲線84所示，已整形形成圖10的分布的激光束可具有功率不單調增加的部分(諸如中央部分86)，并且還可以在激光束邊緣處比圖10的高斯光束具有更陡峭的強度下降。當切割工件18中的聚合物顯示器層時，激光光斑邊緣處的這種增加的銳度可幫助得到更銳利、更清晰的切割。圖11的非高斯激光強度分布僅是示例性的。必要時，在顯示器結構的激光切割期間，其它非高斯激光強度分布可用于激光束14。圖12示出了用于在工件18的表面形成細長激光光斑14E的激光束可如何用于形成對工件18的直線切穿。作為示例，可通過調整光束14的入射角度或利用結合圖9A和9B描述的光束整形及定位設備16中的可調整光學器件，來形成細長激光光斑14E。在圖12的示例性方案中，激光束正在沿著方向102移動，方向102平行于在工件中形成的直線切割軸104。當形成曲線切割時(例如，當修整顯示器層18A中伸出顯示器層18B的曲線拐角部分的多余部分時)，可能希望采用圖8B所示類型的圓形激光光斑。圖13A的示例中示出這種類型的設置，其中通過光束整形及定位設備16，圓形激光光斑14C沿著曲線路徑移動。圖13B示出了這樣可如何得到具有曲線切割(例如沿邊緣56的曲線拐角)的層18A。圖13B的曲線切割可幫助從層18A中修整多余部分，從而使得層18A和18B沿著下面的層18B中的曲線邊緣56精確對準。必要時，在修整操作期間，光束整形及定位設備16可用于實時調整由激光束14產生的激光光斑的形狀。例如，如圖14所示，在一些切割部分(諸如沿著邊緣56的曲線部分)，激光光斑可為圓形或近似圓形(例如，參見圓形激光光斑14C)，而在其它切割部分(例如沿著邊緣56的直線部分)，激光光斑可由設備16調整為具有細長形狀，諸如細長光斑形狀14E。還可以通過設備16實時調整激光束14的強度分布(例如，在一些情形中，使用漸變的強度分布，諸如圖10的高斯分布，而在其它情形中，使用不太漸變的強度分布，諸如圖11的分布)。可使得強度分布調整和其它光束調整(例如光斑形狀調整)適應切割速度的差異、被切割材料的差異、邊緣位置的差異等。
圖15是利用圖I的激光處理設備10制造用于電子設備20的顯示器結構和其它電子設備結構所涉及的示例性步驟的流程圖。在步驟106，可獲得并形成適當尺寸的用于電子設備結構的材料層，諸如玻璃顯示器層(例如層18B)和尺寸較大的聚合物層(例如層18A)。例如，可利用劃片和切割技術或其它適于切割玻璃基板的配置來形成顯示器層18B的一些或全部(作為示例)。可利用模切、激光切割或其它適于切割聚合物片的切割技術將層18A切割為一定尺寸(作為示例)。在步驟108，層18A和層18B可利用粘合劑或其它固定技術彼此附著。例如，可利用粘合劑(例如壓敏粘合劑、透光粘合劑、熱固化粘合劑、紫外光固化粘合劑等)夾層將層18A和18B彼此層壓到一起。層壓設備可用于將層15A和18B層壓在一起。
層壓后，層18A中的一些通常會伸出邊緣56( S卩，層18A的多余部分會突出超過層18B的側邊并且不會疊蓋住層18B)。在執行步驟110期間，激光處理設備10可利用光束整形及定位設備16去除層18A的多余部分，或以其它方式利用激光束14對工件18進行整形和切割。光束整形及定位設備16可調整光束14相對于工件18的橫向和角度位置，以及調整光束14以控制工件表面上的激光光斑形狀和其它激光處理參數(例如，相對于工件18的光斑移動速度、激光器12的功率等)。必要時，多個光束12可同時入射到工件18上(例如，以便形成多光束光斑或以便同時處理邊緣56的不同部分以增加產量)。在進行激光處理以從工件18的層18B修整去除層18A的多余部分后，或以其它方式對工件18進行激光處理后，工件18 (即經修整的顯示器)可被安裝在電子設備中。例如，利用電子設備組裝裝置，完成的顯示器(諸如圖2A和2B的顯示器24)可被安裝在電子設備20的外殼22中。根據一個實施例，提供一種形成電子設備顯示器結構的方法，該方法包括獲得至少一個顯示器層；和激光切穿所述顯示器層以形成電子設備顯示器結構。根據另一個實施例，獲得至少一個顯示器層包括獲得至少一個聚合物顯示器層，并且激光切穿所述顯示器層包括激光切穿所述聚合物顯示器層。根據另一個實施例，獲得所述至少一個顯示器層包括獲得彼此附著的多個顯示器層，并且激光切穿所述顯示器層包括同時激光切穿所述多個顯示器層中的每個顯示器層。根據另一個實施例，所述方法還包括將所述多個顯示器層中的每個顯示器層層壓
在一起。 根據另一個實施例，所述多個顯示器層中的每個顯示器層包括聚合物。 根據另一個實施例，所述多個顯示器層包括偏振器層。根據另一個實施例，所述顯示器層包括從以下選出的層偏振器層、觸摸傳感器基板層、抗反射層和顯示器蓋片層。根據另一個實施例，激光切穿所述顯示器層包括向所述顯示器層施加波長在I到20微米范圍內的紅外激光束。根據另一個實施例，激光切穿所述顯示器層包括向所述顯示器層施加光斑直徑在100微米到500微米范圍內的激光束。根據另一個實施例，激光切穿所述顯示器層包括向所述顯示器層施加具有細長光斑形狀的激光束。根據另一個實施例，激光切穿所述顯示器層包括施加當切割所述顯示器層時其形狀根據所述顯示器層上的位置而改變的激光束。根據另一個實施例，所述電子設備顯示器層包括至少一個玻璃層，并且激光切穿所述顯示器層包括激光切穿所述顯示器層而不切割所述玻璃層。
根據另一個實施例，所述至少一個顯示器層包括至少一個聚合物層，電子設備顯示器層包括附著到所述至少一個聚合物層的至少一個玻璃層，并且激光切穿所述顯示器層包括切割所述至少一個聚合物層而不切割所述至少一個玻璃層。根據另一個實施例，所述至少一個玻璃層包括從以下選出的玻璃層液晶顯示器濾色器陣列層、液晶顯示器薄膜晶體管層和蓋片玻璃層，并且所述至少一個聚合物層包括從以下選出的聚合物層偏振器層、抗反射層和聚合物觸摸傳感器基板層。根據另一個實施例，所述電子設備顯示器層包括至少一個具有邊緣的玻璃層，并且激光切割所述顯示器層包括沿著所述邊緣進行激光切割以修整去除所述顯示器層中未疊蓋所述玻璃層的多余部分。根據另一個實施例，所述方法還包括在沿著所述邊緣進行激光切割以修整去除所述顯示器層的多余部分之前，利用粘合劑將所述玻璃層和所述顯示器層層壓在一起。根據一個實施例，提供一種顯示器，該顯示器包括至少一個玻璃層和所述玻璃層上的至少一個經激光修整的聚合物層。根據另一個實施例，所述至少一個玻璃層包括從以下選出的液晶顯示器玻璃層液晶顯示器濾色器陣列層、液晶顯示器薄膜晶體管層和蓋片玻璃層，并且所述至少一個經激光修整的聚合物層包括從以下選出的聚合物層偏振器層、抗反射層和聚合物觸摸傳感器基板層，其中已利用紅外激光對該聚合物層進行修整以去除該聚合物層中未疊蓋液晶顯示器玻璃層的多余部分。根據另一個實施例，所述玻璃層包括具有四個邊緣的矩形玻璃結構，并且所述經激光修整的聚合物層包括具有與所述矩形玻璃結構的所述四個邊緣對齊的四個經修整邊緣的矩形經激光修整聚合物層。根據另一個實施例，所述矩形玻璃結構和所述矩形經激光修整聚合物層具有曲線拐角。根據一個實施例，提供一種方法，該方法包括形成包括至少一個玻璃基板層和至少一個顯示器層的顯示器結構，所述顯示器層具有疊蓋所述玻璃基板層的部分并具有未疊蓋所述玻璃基板層的部分；和利用激光器，激光切割去除所述顯示器層中未疊蓋所述玻璃基板層的部分。根據另一個實施例，激光切割去除所述顯示器層的所述部分包括向所述顯示器層施加其光斑的至少一個橫向尺寸為100到500微米的紅外激光束。根據另一個實施例，所述顯示器層包括聚合物顯示器層，并且激光切割去除所述顯示器層的所述部分包括激光切割去除所述聚合物顯示器層的所述部分。根據另一個實施例，所述玻璃層包括具有邊緣的濾色器層，并且激光切割去除所述聚合物顯示器層的所述部分包括沿著濾色器層的邊緣向所述聚合物顯示器層施加紅外激光束。根據另一個實施例，所述方法還包括在激光切割去除所述聚合物顯示器層的所述部分之前，利用粘合劑將所述聚合物顯示器層層壓到所述濾色器層。
根據另一個實施例，激光切割去除所述顯示器層的所述部分包括利用具有非高斯強度分 布的激光束來激光切割去除所述顯示器層的所述部分。上述僅僅例示出本發明的原理，且本領域技術人員在不脫離本發明范圍和精神的情況下可以進行各種修改。上述實施例可單獨或任意組合實施。
權利要求
1.ー種形成電子設備顯示器結構的方法，包括 獲得至少ー個顯示器層；和 激光切穿所述顯示器層以形成電子設備顯示器結構。
2.如權利要求I所述的方法，其中獲得至少ー個顯示器層包括獲得至少ー個聚合物顯示器層，并且其中激光切穿所述顯示器層包括激光切穿所述聚合物顯示器層。
3.如權利要求I所述的方法，其中獲得所述至少ー個顯示器層包括獲得彼此附著的多個顯示器層，并且其中激光切穿所述顯示器層包括同時激光切穿所述多個顯示器層中的每個顯不器層。
4.如權利要求3所述的方法，進ー步包括將所述多個顯示器層中的每個顯示器層層壓在一起。
5.如權利要求3所述的方法，其中所述多個顯示器層中的每個顯示器層包括聚合物。
6.權利要求3所述的方法，其中所述多個顯示器層包括偏振器層。
7.如權利要求I所述的方法，其中所述顯示器層包括從以下選出的層偏振器層、觸摸傳感器基板層、抗反射層和顯示器蓋片層。
8.如權利要求I所述的方法，其中激光切穿所述顯示器層包括向所述顯示器層施加波長在I到20微米范圍內的紅外激光束。
9.如權利要求I所述的方法，其中激光切穿所述顯示器層包括向所述顯示器層施加光斑直徑在100微米到500微米范圍內的激光束。
10.如權利要求I所述的方法，其中激光切穿所述顯示器層包括向所述顯示器層施加具有細長光斑形狀的激光束。
11.如權利要求I所述的方法，其中激光切穿所述顯示器層包括施加當切割所述顯示器層時其形狀根據所述顯示器層上的位置而改變的激光束。
12.如權利要求I所述的方法，其中所述電子設備顯示器層包括至少ー個玻璃層，并且其中激光切穿所述顯示器層包括激光切穿所述顯示器層而不切割所述玻璃層。
13.如權利要求I所述的方法，其中所述至少ー個顯示器層包括至少ー個聚合物層，其中電子設備顯示器層包括附著到所述至少一個聚合物層的至少ー個玻璃層，并且其中激光切穿所述顯示器層包括切割所述至少一個聚合物層而不切割所述至少ー個玻璃層。
14.如權利要求13所述的方法，其中所述至少ー個玻璃層包括從以下選出的玻璃層液晶顯示器濾色器陣列層、液晶顯示器薄膜晶體管層和蓋片玻璃層，并且其中所述至少一個聚合物層包括從以下選出的聚合物層偏振器層、抗反射層和聚合物觸摸傳感器基板層。
15.如權利要求I所述的方法，其中所述電子設備顯示器層包括至少ー個具有邊緣的玻璃層，并且其中激光切割所述顯示器層包括沿著所述邊緣進行激光切割以修整去除所述顯示器層中未疊蓋所述玻璃層的多余部分。
16.如權利要求15所述的方法，進ー步包括在沿著所述邊緣進激光切割以修整去除所述顯示器層的多余部分之前，利用粘合劑將所述玻璃層和所述顯示器層層壓在一起。
17.一種顯不器,包括 至少ー個玻璃層；和 所述玻璃層上的至少ー個經激光修整的聚合物層。
18.如權利要求17所述的顯示器，其中所述至少ー個玻璃層包括從以下選出的液晶顯示器玻璃層液晶顯示器濾色器陣列層、液晶顯示器薄膜晶體管層和蓋片玻璃層，并且其中所述至少一個經激光修整的聚合物層包括從以下選出的聚合物層偏振器層、抗反射層和聚合物觸摸傳感器基板層，其中已利用紅外激光對該聚合物層進行修整以去除該聚合物層中未疊蓋液晶顯示器玻璃層的多余部分。
19.如權利要求17所述的顯示器，其中所述玻璃層包括具有四個邊緣的矩形玻璃結構，并且其中所述經激光修整的聚合物層包括具有與所述矩形玻璃結構的所述四個邊緣對齊的四個經修整邊緣的矩形經激光修整聚合物層。
20.如權利要求19所述的顯示器，其中所述矩形玻璃結構和所述矩形經激光修整聚合物層具有曲線拐角。
21.—種方法,包括 形成包括至少一個玻璃基板層和至少一個顯示器層的顯示器結構，所述顯示器層具有疊蓋所述玻璃基板層的部分并具有未疊蓋所述玻璃基板層的部分；和 利用激光器，激光切割去除所述顯示器層中未疊蓋所述玻璃基板層的部分。
22.如權利要求21所述的方法，其中激光切割去除所述顯示器層的所述部分包括向所述顯示器層施加其光斑的至少一個橫向尺寸為100到500微米的紅外激光束。
23.如權利要求22所述的方法，其中所述顯示器層包括聚合物顯示器層，并且其中激光切割去除所述顯示器層的所述部分包括激光切割去除所述聚合物顯示器層的所述部分。
24.如權利要求23所述的方法，其中所述玻璃層包括具有邊緣的濾色器層，并且其中激光切割去除所述聚合物顯示器層的所述部分包括沿著濾色器層的邊緣向所述聚合物顯不器層施加紅外激光束。
25.如權利要求24所述的方法，進一步包括 在激光切割去除所述聚合物顯示器層的所述部分之前，利用粘合劑將所述聚合物顯示器層層壓到所述濾色器層。
26.如權利要求21所述的方法，其中激光切割去除所述顯示器層的所述部分包括利用具有非高斯強度分布的激光束來激光切割去除所述顯示器層的所述部分。
全文摘要
本公開涉及對用于電子設備的顯示部件的激光處理。可以向電子設備提供諸如液晶顯示器中的玻璃和聚合物層之類的顯示器結構。玻璃層可用作諸如濾色器層和薄膜晶體管層之類的部件的基板。聚合物層可包括諸如偏振器膜和其它光學膜之類的膜。在制造顯示器期間，聚合物層和玻璃層可彼此層壓。聚合物層的一些部分可延伸超出玻璃層的邊緣。激光切割技術可用于修整去除聚合物層中沒有疊蓋在玻璃層的下層部分上的多余部分。激光切割可包括應用可調紅外激光束。
文檔編號G09F9/35GK102626833SQ201210072560
公開日2012年8月8日 申請日期2012年2月2日 優先權日2011年2月4日
發明者N·K·古普塔, V·H·因, W·H·弗, 林寬穎, 王晨輝, 齊軍 申請人:蘋果公司