CO2 laseri mogu rezati "ćelije" ekrana i polarizatore brzinom i kvalitetom rubova potrebnim za isplativu proizvodnju velikog obima.
Najveći svjetski proizvođači ekrana proizvode više od milion ekrana dnevno. Ova velika količina zahteva izuzetno brz proizvodni proces.
U ranim fazama proizvodnje, ovu brzu proizvodnu sposobnost je relativno lako postići. Razlog za to je što se prvi koraci u ciklusu proizvodnje FPD-a izvode na matičnoj staklenoj podlozi koja sadrži više od 100 displeja. Ovo omogućava koracima kao što su ELA i LLO da obrađuju sve ekrane na matičnom staklu istovremeno u jednoj operaciji.
Međutim, situacija se mijenja kada se veliki panel podijeli na "ćelije". To znači da se isječe na pojedinačne displeje, a ponekad i na nekoliko displeja. Po prirodi, ova operacija rezanja ćelija ne može se izvoditi istovremeno na cijeloj ploči. Radi se o nizu operacija.
Naravno, proizvođači ne žele da rezanje ćelija postane usko grlo u proizvodnji. Proces i dalje mora biti sinkroniziran s ostatkom proizvodnog procesa.
Super nježno sečenje
Tanki, fleksibilni displeji sa organskim svjetlosnim diodama (OLED) mogu se lako rezati korištenjem niza različitih metoda, barem u teoriji. Međutim, ova konkretna aplikacija predstavlja neke jedinstvene probleme.
Prvo, svaki displej je udaljen od svog susjeda na panelu samo nekoliko milimetara. Drugo, ekran je napravljen od hrpe heterogenih materijala, od kojih svaki može imati različite karakteristike rezanja. Konačno, ekran je prilično krhak elektronski uređaj. Toplota ili drugi faktori koji uzrokuju da se slojevi potpuno fizički razdvoje mogu oštetiti ekran.
CO2 laseri su dobro prilagođeni za optimizaciju operacija rezanja unutar svih ovih ograničenja. Ovi laseri proizvode infracrveno svetlo velike snage koje dobro apsorbuju različiti materijali u OLED snopu, omogućavajući da se svaki sloj efikasno reže. Osim toga, sečenje ne proizvodi nikakve ostatke, tako da ne utječe na izgled ili funkciju zaslona, a nema potrebe za dodatnim proizvodnim koracima za uklanjanje krhotina.
Za rezanje ćelija ekrana i polarizatora, sistem za skeniranje velike brzine i preciznosti obično se koristi za isporuku fokusiranog CO2 zraka. Ovo obezbeđuje potrebnu propusnost, proizvodeći ravne rezove sa uskim širinama ureza.
Rezanje ĆELIJA uključuje više nivoa problema
Međutim, velika snaga lasera, iako omogućava brzo rezanje, ima i lošu stranu. To je zato što CO2 lasersko infracrveno rezanje koristi termički mehanizam. To jest, zagrijava materijal dok ne ispari. Tokom procesa rezanja, toliko topline ulazi u dio da se pojavljuje velika zona utjecaja topline, što može oštetiti strujno kolo zaslona.
Osim toga, i donji i gornji sloj fleksibilnih OLED ekrana napravljeni su od polimernih materijala. Tokom rezanja, plastika se zagrijava i dio materijala se topi, ali ne isparava. Otopljeni materijal teče i ponovo se učvršćuje u "perlu", što rezultira blago debljim rubovima.
Ove debele ivice mogu uzrokovati probleme u narednim koracima proizvodnje, posebno kada se polarizator za poboljšanje kontrasta doda na vrh OLED ekrana. Ovaj polarizator se takođe seče CO2 laserom i pati od istog problema sa zadebljanjem ivica.
Kada su dva dijela laminirana zajedno, deblji rub može uzrokovati mjehuriće ili praznine između slojeva, što je ozbiljan nedostatak.
Modulirani CO2 laseri čine rezanje mnogo boljim
Kako bi se izbjegle debele ivice prilikom rezanja, Coherent je razvio modulirani CO2 laser. Ovaj laser vrlo brzo uključuje i isključuje zrak. Iako se još uvijek oslanja na dovoljno topline da ispari materijal, laser nije uključen jako dugo, tako da se toplina ne provodi daleko u podlogu da bi se materijal tamo otopio, ali ni toplina nije potpuno eliminirana.
Postoje dva različita načina za modulaciju CO2 lasera. Jedan je korištenje lasera koji proizvodi kontinuirani izlaz, a zatim ga rezati u impulse s vanjskim svjetlosnim modulatorom. Ovo je pristup koji koristi Coherentov DIAMOND Cx10LDE+ laser, koji se sada široko koristi u FPD industriji za rezanje displej ćelija i polarizatora.
Jedan od razloga zašto se CX10-LDE+ toliko koristi je taj što je modulator ugrađen direktno u laser. Ovo nam omogućava da u potpunosti integrišemo lasersku i elektroniku za kontrolu podataka kako bismo optimizirali ukupne performanse sistema. Ovo je ključno za postizanje potrebne preciznosti kontrole impulsa i stabilnosti snage kako bi se postigla konzistentnost procesa i ponovljivost koju zahtijevaju proizvođači FPD-a.
Drugi način modulacije CO2 lasera je korištenje Q-switcha. U ovom pristupu, modulator se postavlja unutar laserskog rezonatora i laser radi u impulsnom (a ne kontinuiranom) načinu rada. Ovo ima značajan uticaj na način rada lasera. Dakle, dok eksterno napajanje obezbeđuje širinu impulsa od mikrosekunde, Q-Switch proizvodi kraće nanosekundne širine impulsa i takođe značajno povećava vršnu impulsnu snagu.
Ovi kraći impulsi dodatno smanjuju zonu pod utjecajem topline i također pružaju veću preciznost i kontrolu nad procesom rezanja. Kao rezultat toga, mnogi proizvođači FPD-a prelaze na ovu tehnologiju. Coherentov DIAMOND Cx-10LQS+ je jedan od rijetkih Q-Switch CO2 lasera na tržištu.
Pouzdanost donosi uštedu
Drugi razlog zašto su koherentni laseri toliko popularni za sečenje ćelija ekrana i polarizatora je njihov dug životni vek, visoka pouzdanost i globalna servisna infrastruktura. Danas proizvođači FPD-a proizvode ogroman broj proizvoda svaki dan bez prekida. Zastoji u proizvodnji radi popravke ili zamjene lasera mogu imati ogroman utjecaj na prinos i cijenu. Koherentni laseri imaju dug životni vijek, obično između 10,000 i 20,000 sati, što osigurava da se visokokvalitetni FPD-ovi mogu proizvoditi kontinuirano. A kada laser treba zamijeniti, Coherentov globalni inventar i tim za brzu reakciju može osigurati da se može zamijeniti što je prije moguće.
