CN102626833B - 对用于电子设备的显示部件的激光处理 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对用于电子设备的显示部件的激光处理。可以向电子设备提供诸如液晶显示器中的玻璃和聚合物层之类的显示器结构。玻璃层可用作诸如滤色器层和薄膜晶体管层之类的部件的基板。聚合物层可包括诸如偏振器膜和其它光学膜之类的膜。在制造显示器期间，聚合物层和玻璃层可彼此层压。聚合物层的一些部分可延伸超出玻璃层的边缘。激光切割技术可用于修整去除聚合物层中没有叠盖在玻璃层的下层部分上的多余部分。激光切割可包括应用可调红外激光束。

Description

对用于电子设备的显示部件的激光处理
技术领域
本公开一般涉及电子设备的制造技术，更具体地涉及激光处理技术在构造电子设备结构(诸如显示器结构)中的应用。
背景技术
显示器在电子设备中被广泛使用以显示图像。显示器(诸如液晶显示器)通过控制与图像像素阵列相关联的液晶材料来显示图像。典型的液晶显示器具有滤色器层和薄膜晶体管层，液晶材料介于这两层之间。偏振器层可形成在滤色器层和薄膜晶体管层的上表面和下表面上。也可以存在其它光学膜。
作为形成液晶显示器的处理的一部分，必须将偏光膜和其它光学膜的片按尺寸切割。例如，当形成用于手持设备(诸如蜂窝电话)的显示器时，必须形成用于蜂窝电话显示器的小的矩形偏光膜片。在期望的光学膜片从较大的片中切割下来后，可以层压到其它结构从而形成完成的显示器。
模切(die cutting)技术典型地用于从较大的片中切割偏光膜和其它光学膜的矩形片。然而，在显示器制造过程中的模切和层压处理期间，可能难以保持期望的制造公差。
因此希望能够提供制造用于电子设备的显示器的改进技术。
发明内容
用于电子设备的显示器可以通过将显示器层层压在一起而形成。显示器中的显示器层可包括玻璃层，诸如与滤色器阵列和薄膜晶体管层或其它结构相关联的玻璃基板层。显示器层还可以包括其它材料层。作为例子，显示器层可包括光学膜，诸如补偿膜、漫射器、偏振器、抗反射涂层、以及由诸如聚合物之类的材料形成的其它层。
在显示器的制造中，显示器的层可利用粘合剂彼此附着。采用一种适当的设置，用于显示器的玻璃层可切割至其最终尺寸。稍大一些的聚合物层可附着到玻璃层的表面。可将聚合物层的尺寸设置为使得聚合物层的一些部分未叠盖玻璃层，而是伸出玻璃层的边缘。
激光切割技术可用于修整掉聚合物层的这些多余部分。例如，可沿着玻璃层的边缘施加红外激光束，以去除聚合物层的伸出部分。得到的结构会使得聚合物层的边缘与玻璃层的边缘对齐。
在激光切割操作期间，可调整形成于显示器层上的激光光斑的尺寸和形状。例如，当沿着显示器的直线边缘切割时，激光光斑可以是细长的，而当沿着显示器的曲线部分(诸如沿显示器拐角)切割时，激光光斑可形成为更圆的形状。
通过附图和接下来对优选实施例的详细描述，本发明进一步的特征、其性质和各种优点会更加清楚。
附图说明
图1是根据本发明的实施例，在利用激光处理技术制造用于电子设备的显示器结构时可使用的类型的系统的示意图。
图2A是根据本发明的实施例的可具有利用激光处理技术制造的显示器的示例电子设备(诸如手持电子设备)的透视图。
图2B是根据本发明的实施例的可具有利用激光处理技术制造的显示器的示例电子设备(诸如便携式计算机)的透视图。
图3是根据本发明的实施例的含有可使用激光切割系统处理的类型的材料层的示例显示器的截面侧视图。
图4A是根据本发明的实施例的示例显示器结构的截面侧视图，示出了可如何利用激光切割技术修整显示器层，诸如聚合物光学膜。
图4B是根据本发明的实施例，图4A的示例显示器结构在激光修整以去除光学膜的多余部分之后的截面侧视图。
图5是根据本发明的实施例的激光处理系统的示意图，示出在制造用于电子设备的显示器期间，激光切割设备可如何产生用于切割材料层的受控激光束。
图6是根据本发明的实施例的显示器结构的截面侧视图，该显示器结构包括诸如抗反射涂层和触摸传感器层之类的层，这些层正在被修整以使得这些层的边缘与显示器中的其它显示器层对齐。
图7A是根据本发明的实施例的示例显示器结构的截面侧视图，该显示器结构包括诸如滤色器阵列层和薄膜晶体管层之类的显示器层，以及正在利用激光切割设备切割的诸如偏振材料层之类的相关联的聚合物膜。
图7B是根据本发明的实施例的图7A的示例显示器结构的顶视图，示出对准标记可位于显示器结构上的位置。
图8A是根据本发明的实施例的示意图，示出激光束可如何平行于与工件暴露表面相关联的表面法线而被引向工件。
图8B是根据本发明的实施例，在工件表面上的可以与图8A的激光束相关联的类型的激光光斑的示意图。
图9A是根据本发明的实施例的示意图，示出激光束可如何相对于与工件暴露表面相关联的表面法线成非零角度而被引向工件。
图9B是根据本发明的实施例，在工件表面上的可以与图9A的激光束相关联的类型的激光光斑的示意图。
图10是根据本发明的实施例的曲线图，其中针对具有可用于切割显示器材料层的类型的圆形截面的激光束，激光束强度被绘制为位置的函数。
图11是根据本发明的实施例的曲线图，其中针对具有可用于切割显示器材料层的类型的细长截面的激光束，激光束强度被绘制为位置的函数。
图12是根据本发明的实施例的示意图，示出了可如何通过沿着平行于激光束截面的纵轴的方向平移具有细长截面的激光束来进行激光切割。
图13A是根据本发明的实施例的示意图，示出了可如何使用具有圆形截面轮廓的激光束来将光学膜切割成具有曲线边缘的形状。
图13B是根据本发明的实施例，利用具有圆形截面的激光切割出的激光切割结构(诸如显示器层)的一部分的顶视图。
图14是根据本发明的实施例的示意图，示出了可如何使用具有可变形截面轮廓的激光束来将显示器层切割成具有曲线边缘的形状。
图15是根据本发明的实施例，利用激光处理技术形成电子设备结构(诸如显示器结构)所涉及的示例性步骤的流程图。
具体实施方式
显示器广泛用于电子设备。例如，显示器可用于计算机监视器、膝上型计算机、媒体播放器，蜂窝电话和其它手持设备、平板计算机、电视和其它设备。显示器可基于等离子技术、有机发光二极管技术、液晶结构等。
显示器通常包括材料层。例如，液晶显示器可包括具有滤色器元件的滤色器阵列层、具有用于控制将电场施加到液晶图像像素的薄膜晶体管的薄膜晶体管层。盖片层可用于覆盖显示器。盖片层和诸如滤色器阵列层和薄膜晶体管层等其它显示器层典型地可由玻璃形成，但是在需要时也可由其它基板材料(诸如聚合物)形成。
通常有多个另外的显示器层与显示器相关联。例如，典型的液晶显示器可包括与偏振器、抗反射涂层、用于触摸传感器阵列的基板、双折射(补偿)膜、光导板、漫射器等相关联的层。有时称作光学膜的这些层往往由聚合物形成。
在传统的显示器制造设置中，玻璃层可利用划片和裂片(scribe-and-break)技术切割。聚合物层传统上可利用模压技术切割。以这种方式切割的层可利用层压设备被层压。
为了相对于传统显示器制造方法提高产量和对准精度，激光切割技术可被用于切割电子设备结构(诸如与电子设备显示器相关联的层)。利用激光(诸如红外激光)可以容易地切割聚合物，因此使用激光切割来相对于其它显示器层修整聚合物层有时在这里作为示例被描述。如果需要，可利用激光处理技术图案化其它显示器层，诸如由玻璃、陶瓷、碳纤维复合物和其它材料形成的显示器层。由诸如聚合物的材料形成的显示器层的切割仅是一个示例。
图1示出了示例性激光切割系统的示意图。如图1所示，激光切割设备10可包括激光器(诸如激光器12)和光束整形及定位没备16。设备10可在工件18上整形和定位激光束14。工件18可包括显示器结构，诸如显示器或其它适当电子没备结构中的一个或多个材料层(例如，一个或多个聚合物层、一个或多个玻璃层、一个或多个陶瓷层、一个或多个纤维式复合物层、这些层的细合等)。
激光器12可以是，例如，产生波长在约150nm到约20微米之间的光(诸如紫外、可见或红外波长的光)的连续波(CW)或脉冲激光器，更优选地是产生波长在1到20微米、1到12微米、或9到12微米范围内的红外光的激光器。在红外光谱中，高功率激光源是广泛可获得的，并且大多数聚合物至少略微不透光并且能够易于吸收进入的激光。可用作激光器12的激光器类型的一个示例是二氧化碳(CO2)激光器，其产生范围在大约为9.2到11.4微米的一个或多个波长的光。可利用其它类型的激光器且产生其它波长的激光。例如，激光器12可以是二极管激光器、固态激光器、CO2激光器以外的气体激光器、或其它适当类型的激光器。
激光器12可产生脉冲或CW激光束，诸如光束14。可利用光束整形及定位设备16控制光束14的形状和光束14相对于工件18的位置。设备16可包括光学部件，诸如透镜、金属涂层反射镜、由棱镜形成的反射镜、由电介质叠层形成的反射镜、漫射器、光束调节器、滤光器、可变形反射镜、可调快门、以及其它光学部件。设备16还可以包括定位器，诸如马达、螺线管、以及能够控制光束整形及定位没备16的光学部件相对于工件18的位置(例如，通过横过工件表面的光束光栅扫描(rastering)、通过相对于彼此横向平移光束和/或工件18、通过调整设备16中光学部件间的距离、通过改变可变形光学结构的形状等)的其它部件。
在一个典型方案中，激光器12可产生大约10-100W的输出功率或其它适当数值的输出功率，诸如低于50W的功率、高于20W的功率等。光束14可在工件18上聚焦成具有大约100到500微米直径的光斑尺寸(例如1/e2直径)的光斑。在诸如这些的激光照射条件下，工件18中的光学膜(诸如偏振器层和其它聚合物层)会被切割(诸如通过聚合物材料中的键的热断裂或其它分解机制，诸如烧蚀)。
图2A示出了诸如手持电子设备的示例电子设备的透视图，其可具有包含被激光切割的材料(诸如利用图1的激光处理设备10处理的层)的显示器。如图2A所示，电子设备20可具有外壳，诸如外壳22。外壳22可以由诸如塑料、玻璃、陶瓷、金属、复合纤维以及这些材料的组合之类的材料构成。外壳可22具有一个或多个部分。在图2A的设置中，设备20具有正面和背面。可由图1中的工件18中的显示器结构形成的显示器24可安装在外壳22的正面。在显示器24中可提供开口26。例如，开口26可用于形成扬声器端口、按钮开口、以及在用于显示器24的盖片玻璃层中或在其它显示器层中的其它开口。
图2B示出了另一类型的示例电子设备的透视图，其可具有利用激光处理设备(诸如图1的激光处理设备10)制造的显示器。在图2B的示例中，外壳22具有上部22A和下部22B。部分22A和22B可由铰链连接。上部22A可用于容纳显示器24。在下部22B中可提供处理电路和输入输出部件，诸如轨迹板28和键盘30。图2B的设备20可以是，例如，便携式计算机。
在其它示例电子没备(例如平板计算机、音乐播放器等)中，诸如显示器24的显示器和其它电子设备部件可采用其它配置被安装在外壳22中。图2A和2B的显示器安装没置仅仅是示例性的。
图3示出了可并入电子设备中的类型的示例显示器的截面侧视图。图3的示例显示器是液晶显示器(作为示例)。必要时，可向电子设备提供其它类型的显示器。
如图3中所示，显示器24可包括滤色器层32(有时称作滤色阵列层)和薄膜晶体管层34。滤色器层32可包括滤色器元件阵列。在一种典型布置中，层32的每一个像素都包括三种类型的有色像素(例如，红色、绿色和蓝色子像素)。液晶层36包括液晶材料且通常介于滤色器层32和薄膜晶体管层34之间。薄膜晶体管层34可包括电子部件，诸如薄膜晶体管、电容器和用于控制施加到液晶层36的电场的电极。
光学膜层38和40以及显示器层42可形成在滤色器层12、液晶层16和薄膜晶体管层14的上方和下方。光学膜18和20可包括诸如四分之一波片、半波片、漫射膜、光学粘合剂和双折射补偿层之类的结构。显示器层42可包括这种类型的膜和/或其它显示器结构，诸如盖片玻璃层或者聚合物盖片层、抗反射涂层、用于防止指纹和刮痕的涂层、触摸传感器阵列(诸如具有透明电容电极(诸如在像玻璃或聚合物基板之类的透明基板上图案化的氧化铟锡电极)的触摸传感器阵列)等。
显示器24可具有上和下偏振器层44和46。背光48可以为显示器24提供背侧照明。背光48可包括光源，诸如发光二极管带。背光48还可包括光导板48A和背反射器48B。背反射器48B可位于光导板的下表面上以防止光泄漏，并且可由聚合物(诸如白色聚酯)或者其它反射材料形成。光导板48A可由透明聚合物形成。来自光源的光可注入光导板的边缘中且通过显示器24以方向50向上散射。可在装配期间将粘合剂层插入到显示器24的层之间。
在显示器24中的材料层可由任意合适的材料形成。在背光48中的那些层之上的典型显示器层是透明的以允许光在方向50上传播。合适的显示器层材料包括聚合物、玻璃、陶瓷、纤维式复合物等。在典型设置中，层42中的盖片层可由玻璃板形成，用于滤色器层32和薄膜晶体管层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选的用于层42中的触摸传感器的平坦的触摸传感器阵列基板。显示器24中的其它材料层(例如，层42中的涂层和其它显示器层，上和下偏振器44和46，光学膜40和46，以及背光48中的层)典型地由聚合物形成。但是这仅仅是示例。在一些显示器中，通常由聚合物形成的一些层可由玻璃、陶瓷或者其它材料形成，而通常由玻璃层形成的一些层可由聚合物、陶瓷或者其它材料形成。聚合物层较之非聚合物层倾向于在更低的激光功率密度下切割，因而使用图1的激光处理设备10来切穿显示器24结构中的聚合物层在这里作为示例被一般性地描述。如结合图1所描述的，必要时激光处理设备10可用于处理玻璃显示器层或其它非聚合物电子设备结构。
图4A和4B的示例描述了使用激光处理设备10切割诸如显示器24的结构中的聚合物。在此处所描述的图4A和4B的示例和其它说明性示例中，构成部分或整个显示器24的结构有时被称为是形成工件(诸如图1的工件18)，因为激光处理设备10被用于处理这些结构从而形成显示器或其它所希望的最终电子设备结构。
图4A是具有一个或多个层18A和一个或多个层18B的工件(工件18)的截面侧视图。层18A可为聚合物显示器层，诸如光学膜、聚合物涂层、聚合物触摸面板基板、偏振器等。层18B可为玻璃或陶瓷显示器层，诸如滤色器阵列层，薄膜晶体管层等。层18A可设置在层18B之上位于工件18的上表面，或可置于层18B之间。
在图4A阐述的方案中，层18A已被预切割为略微大于层18B的尺寸。例如，层18B可利用划片和裂片处理而被切割，形成所需的矩形显示器封装(footprint)，并且层18A可被模切为比层18B的标称矩形形状稍大的尺寸。必要时，可以利用其它技术切割层18A和18B。
层18A相对于层18B的多出尺寸形成了未叠盖在层18B的“封装”上的伸出部分(即，当沿着垂直维度Z观察时，未叠盖在层18B的区域上的部分)，诸如部分52。层18A的中央部分54可叠盖在层18B上。尽管图4A中仅示出了层18A的一个叠盖边缘部分52，然而可存在例如四个叠盖边缘部分52，每一个叠盖边缘部分与层18B的矩形设置的四个边缘56(例如，矩形显示器的四周边缘)中的相应一个相关联。
通过与层18B的边缘56对准地向层18A施加激光束14，层18A的未叠盖边缘部分52可被修整脱离层18A的主要叠盖部分54。在以这种方式从工件18中修整去除层18A的多余部分后，工件18可呈现为图4B所示的那样。如图4B所示，层18A的部分52在接下来的激光修整中不再出现，从而层18A的边缘56与层18B的边缘56对齐。这种类型的激光修整的精度可超过与典型的模切和层压工艺相关联的精度。例如，利用小于0.05mm的光斑尺寸和能够将光束14相对于层18B的边缘56定位在+/-0.05mm内的定位技术，层18A的经修整边缘56的位置可与层18B的边缘在+/-0.1mm内对齐，而传统的模切工艺通常表现出的尺寸公差是0.2mm，传统的层压工艺通常表现出的边缘定位公差是大约0.2mm。
图5是激光处理设备10的示意图，这种类型的设备可用于切穿显示器结构(诸如聚合物显示器膜)或用于切割其它适当的电子设备结构。如图5所示，设备10可包括利用一个或多个通信路径74与设备10中的其它电子部件互连的控制单元(诸如控制单元58)。控制单元58可利用照相机(诸如照相机60)或其它传感器来监视激光束14在工件18的表面62上的位置。例如，控制单元58可利用照相机60探测工件18上的边缘和对准标记，从而有助于激光光斑在工件18上的准确定位。控制单元58可基于计算没备，诸如一个或多个处理器、存储器芯片、联网计算机、独立计算机以及其它计算设备。用户可利用按钮、旋钮以及其它与系统10的部件相关联的用户输入接口部件和/或通过利用触摸屏、屏上选项、键盘、按钮、鼠标或其它与控制单元58相关联的用户输入接口部件，手动控制系统10中的部件的操作。控制单元58还可以自动控制设备10(例如，基于传感器输入，诸如来自照相机60的输入)。
控制单元58可发出控制一个或多个定位器64的操作的控制信号。定位器64可与激光处理系统10的部件，诸如激光器12、光束整形设备66、光学部件68(诸如反射镜、透镜等)，以及工件18相关联。定位器64可包括马达、螺线管和其它用于进行位置调整的适当设备。可在线性维度X、Y和Z上以及关于这些轴的任意旋转(角)位置上进行位置调整。
激光束14可利用光学部件66和68进行整形。部件66和68可包括透镜、滤光器、反射镜以及用于整形光束14和相对于工件18定位光束14的其它光学部件。例如，部件66可包括用于均匀化或以其它方式调节光束14的透镜和其它部件。部件66可在一个或多个位置被插入到光束14中。图5中部件66置于激光器12和光学部件68之间的示意性构造仅是示意性的。
可利用定位器64定位光学部件68(诸如反射镜和其它部件)。通过横向平移反射镜或其它光学部件，可控制光束14的横向位置。例如，控制单元58可将其上安装有反射镜的定位器从位置70引导到位置72，由此平移反射光束14，使其沿路径14”而不是路径14’前进。部件68(例如反射镜)的旋转控制也可用于调整光束14相对于工件18的位置。例如，通过旋转反射镜或其它部件68，光束14可偏转从而使其沿路径14”’而不是路径14’前进。必要时，可使用光束光栅扫描(例如，调整定位器以使光束14以期望角度θ偏转)和平移(例如，调整定位器以将光束14的横向位置改变期望量ΔX)的组合来控制光束布置。控制单元58还可以通过经由通信路径74发出控制命令来控制激光器12的输出功率，以及可以控制可变形反射镜和其它光学部件66和68的状态(例如，以便调整光束强度分布、光束形状等)。
图6示出了激光器12可如何用于修整包括触摸传感器层(例如，触摸传感器层90，其可具有聚合物基板和用于形成电容触摸传感器阵列的导电氧化铟锡电容器电极)的工件的部分。在修整期间，激光束14可用于去除层18A的部分52。层18A可以是(例如)包括层92(例如抗反射层或其它涂层)、触摸传感器层90以及层94(例如偏振器层、其它光学膜等)的聚合物层。激光束14可具有足够的强度以同时切穿整个层18A。在层18B由耐用基板材料(诸如玻璃或陶瓷)形成的方案中，在去除层18A的多余部分的修整处理期间，来自光束14的杂散光通常不会影响层18B(即，层18B不会被切割)。
图7A示出了激光束14可如何用于从下层玻璃或陶瓷层18B(例如滤色器阵列层98和薄膜晶体管层96)去除聚合物层18A(例如偏振器层和/或其它光学膜)。照相机60可用于捕捉层18A和18B的图像。例如，照相机60可用于观察层18B的边缘56的位置。控制单元58(图5)可控制光束整形及定位设备16以相对于工件18定位光束14从而使得光束14与边缘56对齐。控制单元58可确定如何响应于手动操作输入和/或在控制单元58上运行边缘探测程序或其它控制算法的自动图像识别软件，来调整光束整形及定位没备16。
为了帮助设备10的用户和/或运行于控制单元58上的自动图像识别软件准确确定工件18的位置(例如，诸如工件18的边缘56之类的特征)，可向工件18的一个或多个层提供可视化标记，诸如在图7A的示例中滤色器层98上的对准标记100。对准标记100可帮助设备10定位边缘(诸如边缘56)以及在激光切割操作期间将光束14准确定位为与边缘(诸如边缘56)对准。对准标记100可具有任意合适的形状(十字、点、线、方形等)并且可由金属或其它合适材料形成。图7B是图7A的滤色器层98的顶视图，示出了可如何将对准标记100放置于工件18的四个拐角处(作为示例)。
可能希望在激光处理操作期间调整光束14的形状。例如，在一些情形中，可能希望拉长光束14的截面形状，而在其它情形中，可能希望确保光束14的截面形状(即光束14到达工件时形成的激光光斑的形状)为圆形。可以通过控制光束14的路径中的光学部件的设置和位置和/或通过控制工件18相对于光束14的方向，来改变激光光斑的形状。可用于整形和定位光束14的部件的示例(例如，图5中的光学部件66和/或部件68中的部件，或光束14的路径中的其它部件)包括透镜、金属涂层反射镜、由棱镜形成的反射镜、由电介质叠层形成的反射镜、漫射器、光束调节器、滤光器、可变形反射镜、可调快门以及其它光学部件。
图8A、8B、9A和9B示出了利用设备10进行光束整形的示例。在这个示例中，通过调整光束14在工件18的表面62上的入射角度，改变激光光斑形状。必要时，可利用其它技术来对光束14进行整形(例如，利用适应性光学器件(诸如可变形反射镜等)来使光束14变形)。图8A、8B、9A和9B的示例仅是示例性的。
在图8A的示例性方案中，激光束14以平行于表面法线S的方向被引到工件18的表面62上(即，激光束14平行于表面法线S且垂直于表面62的平面)。光束14(在这个示例中)在到达表面62之前具有圆形截面轮廓。结果，当到达表面62时，光束14形成圆形光斑，如图8B所示。
利用图1的光束整形及定位设备16(例如利用定位器64、激光器12以及诸如图5的部件66和68之类的光学部件)，控制单元58能够调整激光束14相对于工件18的方向，从而使得激光束14以不平行于表面法线S的方向被引到工件18的表面62上。在这种情形中，如图9A所示，光束14相对于表面法线S成非零角A且不与表面62的平面垂直。在图9A中，光束14(在这个示例中)在到达工件18的表面62之前具有圆形截面轮廓，但是在图9A的方案中，光束14的非零入射角A使得光束14在到达表面62时伸展开。结果，当到达表面62时，光束14形成细长的光斑，如图9B中光束14的椭圆光斑所示。
在细长光斑形状(诸如图9B的细长光斑)中，光斑的平行于纵轴76的横向维度大于沿横轴78的横向维度。例如，沿轴78的光斑尺寸可以大约是100到500微米，而沿轴76的光斑尺寸可以大约是100微米到1000微米、在100微米到1mm的范围内、在100微米到2mm的范围内、在100微米到4mm的范围内，等等。通过控制激光器12的功率，图9B中的表面62上的细长光斑形状的功率密度可以相对于图8B的圆形光斑形状减小、维持在相同水平、或增加。
必要时，光束(光斑)整形及定位设备16(图1)可用于控制光束14的强度分布。图10和11示出了在两种不同操作方案中的光束14的示例性强度分布。在图10和11中，光束强度被绘制为与激光束14的传播轴相横切的横向距离X的函数(即，跨光斑宽度)。
图10示出了可与光束14以及工件18上的相关激光光斑相关联的类型的典型高斯分布。如图10的曲线80所示，高斯强度分布的特征在于相对缓变的光束边缘(即，强度从光束中心随着横向距离X增加而逐渐减小)。
利用光束整形及定位设备16，可产生图11所示类型的光束14的光束分布。如图11的曲线84所示，已整形形成图10的分布的激光束可具有功率不单调增加的部分(诸如中央部分86)，并且还可以在激光束边缘处比图10的高斯光束具有更陡峭的强度下降。当切割工件18中的聚合物显示器层时，激光光斑边缘处的这种增加的锐度可帮助得到更锐利、更清晰的切割。图11的非高斯激光强度分布仅是示例性的。必要时，在显示器结构的激光切割期间，其它非高斯激光强度分布可用于激光束14。
图12示出了用于在工件18的表面形成细长激光光斑14E的激光束可如何用于形成对工件18的直线切穿。作为示例，可通过调整光束14的入射角度或利用结合图9A和9B描述的光束整形及定位设备16中的可调整光学器件，来形成细长激光光斑14E。在图12的示例性方案中，激光束正在沿着方向102移动，方向102平行于在工件中形成的直线切割轴104。
当形成曲线切割时(例如，当修整显示器层18A中伸出显示器层18B的曲线拐角部分的多余部分时)，可能希望采用图8B所示类型的圆形激光光斑。图13A的示例中示出这种类型的设置，其中通过光束整形及定位设备16，圆形激光光斑14C沿着曲线路径移动。图13B示出了这样可如何得到具有曲线切割(例如沿边缘56的曲线拐角)的层18A。图13B的曲线切割可帮助从层18A中修整多余部分，从而使得层18A和18B沿着下面的层18B中的曲线边缘56精确对准。
必要时，在修整操作期间，光束整形及定位设备16可用于实时调整由激光束14产生的激光光斑的形状。例如，如图14所示，在一些切割部分(诸如沿着边缘56的曲线部分)，激光光斑可为圆形或近似圆形(例如，参见圆形激光光斑14C)，而在其它切割部分(例如沿着边缘56的直线部分)，激光光斑可由设备16调整为具有细长形状，诸如细长光斑形状14E。还可以通过设备16实时调整激光束14的强度分布(例如，在一些情形中，使用渐变的强度分布，诸如图10的高斯分布，而在其它情形中，使用不太渐变的强度分布，诸如图11的分布)。可使得强度分布调整和其它光束调整(例如光斑形状调整)适应切割速度的差异、被切割材料的差异、边缘位置的差异等。
图15是利用图1的激光处理设备10制造用于电子设备20的显示器结构和其它电子设备结构所涉及的示例性步骤的流程图。
在步骤106，可获得并形成适当尺寸的用于电子设备结构的材料层，诸如玻璃显示器层(例如层18B)和尺寸较大的聚合物层(例如层18A)。例如，可利用划片和切割技术或其它适于切割玻璃基板的配置来形成显示器层18B的一些或全部(作为示例)。可利用模切、激光切割或其它适于切割聚合物片的切割技术将层18A切割为一定尺寸(作为示例)。
在步骤108，层18A和层18B可利用粘合剂或其它固定技术彼此附着。例如，可利用粘合剂(例如压敏粘合剂、透光粘合剂、热固化粘合剂、紫外光固化粘合剂等)夹层将层18A和18B彼此层压到一起。层压设备可用于将层15A和18B层压在一起。
层压后，层18A中的一些通常会伸出边缘56(即，层18A的多余部分会突出超过层18B的侧边并且不会叠盖住层18B)。在执行步骤110期间，激光处理设备10可利用光束整形及定位设备16去除层18A的多余部分，或以其它方式利用激光束14对工件18进行整形和切割。光束整形及定位设备16可调整光束14相对于工件18的横向和角度位置，以及调整光束14以控制工件表面上的激光光斑形状和其它激光处理参数(例如，相对于工件18的光斑移动速度、激光器12的功率等)。必要时，多个光束12可同时入射到工件18上(例如，以便形成多光束光斑或以便同时处理边缘56的不同部分以增加产量)。
在进行激光处理以从工件18的层18B修整去除层18A的多余部分后，或以其它方式对工件18进行激光处理后，工件18(即经修整的显示器)可被安装在电子设备中。例如，利用电子设备组装装置，完成的显示器(诸如图2A和2B的显示器24)可被安装在电子设备20的外壳22中。
根据一个实施例，提供一种形成电子设备显示器结构的方法，该方法包括：获得至少一个显示器层；和激光切穿所述显示器层以形成电子设备显示器结构。
根据另一个实施例，获得至少一个显示器层包括获得至少一个聚合物显示器层，并且激光切穿所述显示器层包括激光切穿所述聚合物显示器层。
根据另一个实施例，获得所述至少一个显示器层包括获得彼此附着的多个显示器层，并且激光切穿所述显示器层包括同时激光切穿所述多个显示器层中的每个显示器层。
根据另一个实施例，所述方法还包括将所述多个显示器层中的每个显示器层层压在一起。
根据另一个实施例，所述多个显示器层中的每个显示器层包括聚合物。
根据另一个实施例，所述多个显示器层包括偏振器层。
根据另一个实施例，所述显示器层包括从以下选出的层：偏振器层、触摸传感器基板层、抗反射层和显示器盖片层。
根据另一个实施例，激光切穿所述显示器层包括：向所述显示器层施加波长在1到20微米范围内的红外激光束。
根据另一个实施例，激光切穿所述显示器层包括：向所述显示器层施加光斑直径在100微米到500微米范围内的激光束。
根据另一个实施例，激光切穿所述显示器层包括：向所述显示器层施加具有细长光斑形状的激光束。
根据另一个实施例，激光切穿所述显示器层包括：施加当切割所述显示器层时其形状根据所述显示器层上的位置而改变的激光束。
根据另一个实施例，所述电子设备显示器层包括至少一个玻璃层，并且激光切穿所述显示器层包括激光切穿所述显示器层而不切割所述玻璃层。
根据另一个实施例，所述至少一个显示器层包括至少一个聚合物层，电子设备显示器层包括附着到所述至少一个聚合物层的至少一个玻璃层，并且激光切穿所述显示器层包括切割所述至少一个聚合物层而不切割所述至少一个玻璃层。
根据另一个实施例，所述至少一个玻璃层包括从以下选出的玻璃层：液晶显示器滤色器阵列层、液晶显示器薄膜晶体管层和盖片玻璃层，并且所述至少一个聚合物层包括从以下选出的聚合物层：偏振器层、抗反射层和聚合物触摸传感器基板层。
根据另一个实施例，所述电子设备显示器层包括至少一个具有边缘的玻璃层，并且激光切割所述显示器层包括：沿着所述边缘进行激光切割以修整去除所述显示器层中未叠盖所述玻璃层的多余部分。
根据另一个实施例，所述方法还包括：在沿着所述边缘进行激光切割以修整去除所述显示器层的多余部分之前，利用粘合剂将所述玻璃层和所述显示器层层压在一起。
根据一个实施例，提供一种显示器，该显示器包括至少一个玻璃层和所述玻璃层上的至少一个经激光修整的聚合物层。
根据另一个实施例，所述至少一个玻璃层包括从以下选出的液晶显示器玻璃层：液晶显示器滤色器阵列层、液晶显示器薄膜晶体管层和盖片玻璃层，并且所述至少一个经激光修整的聚合物层包括从以下选出的聚合物层：偏振器层、抗反射层和聚合物触摸传感器基板层，其中已利用红外激光对该聚合物层进行修整以去除该聚合物层中未叠盖液晶显示器玻璃层的多余部分。
根据另一个实施例，所述玻璃层包括具有四个边缘的矩形玻璃结构，并且所述经激光修整的聚合物层包括具有与所述矩形玻璃结构的所述四个边缘对齐的四个经修整边缘的矩形经激光修整聚合物层。
根据另一个实施例，所述矩形玻璃结构和所述矩形经激光修整聚合物层具有曲线拐角。
根据一个实施例，提供一种方法，该方法包括：形成包括至少一个玻璃基板层和至少一个显示器层的显示器结构，所述显示器层具有叠盖所述玻璃基板层的部分并具有未叠盖所述玻璃基板层的部分；和利用激光器，激光切割去除所述显示器层中未叠盖所述玻璃基板层的部分。
根据另一个实施例，激光切割去除所述显示器层的所述部分包括：向所述显示器层施加其光斑的至少一个横向尺寸为100到500微米的红外激光束。
根据另一个实施例，所述显示器层包括聚合物显示器层，并且激光切割去除所述显示器层的所述部分包括：激光切割去除所述聚合物显示器层的所述部分。
根据另一个实施例，所述玻璃层包括具有边缘的滤色器层，并且激光切割去除所述聚合物显示器层的所述部分包括：沿着滤色器层的边缘向所述聚合物显示器层施加红外激光束。
根据另一个实施例，所述方法还包括：在激光切割去除所述聚合物显示器层的所述部分之前，利用粘合剂将所述聚合物显示器层层压到所述滤色器层。
根据另一个实施例，激光切割去除所述显示器层的所述部分包括：利用具有非高斯强度分布的激光束来激光切割去除所述显示器层的所述部分。
上述仅仅例示出本发明的原理，且本领域技术人员在不脱离本发明范围和精神的情况下可以进行各种修改。上述实施例可单独或任意组合实施。

Claims (19)

1.一种形成电子设备显示器结构的方法，包括：
获得至少一个显示器层；和
激光切穿所述显示器层以形成电子设备显示器结构，
其中所述电子设备显示器结构包括至少一个玻璃层，并且其中激光切穿所述显示器层包括激光切穿所述显示器层而不切割所述玻璃层。
2.如权利要求1所述的方法，其中获得至少一个显示器层包括获得至少一个聚合物显示器层，并且其中激光切穿所述显示器层包括激光切穿所述聚合物显示器层。
3.如权利要求1所述的方法，其中获得所述至少一个显示器层包括获得彼此附着的多个显示器层，并且其中激光切穿所述显示器层包括同时激光切穿所述多个显示器层中的每个显示器层。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括将所述多个显示器层中的每个显示器层层压在一起。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述多个显示器层中的每个显示器层包括聚合物。
6.如权利要求3所述的方法，其中所述多个显示器层包括偏振器层。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述显示器层包括从以下选出的层：偏振器层、触摸传感器基板层、抗反射层和显示器盖片层。
8.如权利要求1所述的方法，其中激光切穿所述显示器层包括：向所述显示器层施加波长在1到20微米范围内的红外激光束。
9.如权利要求1所述的方法，其中激光切穿所述显示器层包括：向所述显示器层施加光斑直径在100微米到500微米范围内的激光束。
10.如权利要求1所述的方法，其中激光切穿所述显示器层包括：向所述显示器层施加具有细长光斑形状的激光束。
11.如权利要求1所述的方法，其中激光切穿所述显示器层包括：施加当切割所述显示器层时其形状根据所述显示器层上的位置而改变的激光束。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个显示器层包括至少一个聚合物层，其中所述至少一个玻璃层附着到所述至少一个聚合物层，并且其中激光切穿所述显示器层包括切割所述至少一个聚合物层而不切割所述至少一个玻璃层。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述至少一个玻璃层包括从以下选出的玻璃层：液晶显示器滤色器阵列层、液晶显示器薄膜晶体管层和盖片玻璃层，并且其中所述至少一个聚合物层包括从以下选出的聚合物层：偏振器层、抗反射层和聚合物触摸传感器基板层。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个玻璃层具有边缘，并且其中激光切割所述显示器层包括：沿着所述边缘进行激光切割以修整去除所述显示器层中未叠盖所述玻璃层的多余部分。
15.如权利要求14所述的方法，进一步包括：在沿着所述边缘进行激光切割以修整去除所述显示器层的多余部分之前，利用粘合剂将所述玻璃层和所述显示器层层压在一起。
16.一种形成电子设备显示器结构的方法，包括：
形成包括至少一个玻璃基板层和至少一个显示器层的显示器结构，所述显示器层具有叠盖所述玻璃基板层的部分并具有未叠盖所述玻璃基板层的部分；和
利用激光器，激光切割去除所述显示器层中未叠盖所述玻璃基板层的部分，
其中激光切割去除所述显示器层的所述部分包括：向所述显示器层施加其光斑的至少一个横向尺寸为100到500微米的红外激光束，
其中所述显示器层包括聚合物显示器层，并且其中激光切割去除所述显示器层的所述部分包括：激光切割去除所述聚合物显示器层的所述部分。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述玻璃层包括具有边缘的滤色器层，并且其中激光切割去除所述聚合物显示器层的所述部分包括：沿着滤色器层的边缘向所述聚合物显示器层施加红外激光束。
18.如权利要求17所述的方法，进一步包括：
在激光切割去除所述聚合物显示器层的所述部分之前，利用粘合剂将所述聚合物显示器层层压到所述滤色器层。
19.如权利要求16所述的方法，其中激光切割去除所述显示器层的所述部分包括：利用具有非高斯强度分布的激光束来激光切割去除所述显示器层的所述部分。
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