CO2 lasery môžu rezať "bunky" displeja a polarizátory rýchlosťou a kvalitou okrajov, ktoré sú potrebné pre nákladovo efektívnu veľkoobjemovú výrobu.
Najväčší svetoví výrobcovia displejov vyrábajú viac ako 1 milión displejov denne. Tento obrovský objem si vyžaduje extrémne vysokorýchlostný výrobný proces.
V počiatočných štádiách výroby je táto schopnosť rýchlej výroby relatívne ľahko dosiahnuteľná. Dôvodom je to, že prvé kroky vo výrobnom cykle FPD sa vykonávajú na substráte z materského skla obsahujúceho viac ako 100 displejov. To umožňuje krokom ako ELA a LLO spracovať všetky displeje na matnom skle súčasne v jednej operácii.
Situácia sa však zmení, keď sa veľký panel rozdelí na „bunky“. To znamená, že je rozrezaný na jednotlivé displeje a niekedy aj niekoľko displejov. Táto operácia rezania buniek sa prirodzene nemôže vykonávať súčasne na celom paneli. Ide o sériu operácií.
Samozrejme, výrobcovia nechcú, aby sa rezanie buniek stalo prekážkou výroby. Proces musí byť stále synchronizovaný so zvyškom výrobného procesu.
Super jemné rezanie
Tenké, flexibilné displeje s organickými svetelnými diódami (OLED) možno ľahko rezať pomocou rôznych metód, aspoň teoreticky. Táto konkrétna aplikácia však predstavuje niekoľko jedinečných problémov.
Po prvé, každý displej je oddelený od svojho suseda na paneli len pár milimetrov. Po druhé, displej je vyrobený zo stohu heterogénnych materiálov, z ktorých každý môže mať odlišné rezné vlastnosti. Napokon, displej je pomerne krehké elektronické zariadenie. Teplo alebo iné faktory, ktoré spôsobujú úplné fyzické oddelenie vrstiev, môžu poškodiť displej.
CO2 lasery sú vhodné na optimalizáciu rezacích operácií v rámci všetkých týchto obmedzení. Tieto lasery produkujú vysokovýkonné infračervené svetlo, ktoré je dobre absorbované rôznymi materiálmi v OLED stohu, čo umožňuje efektívne rezanie každej vrstvy. Okrem toho rezanie neprodukuje žiadne nečistoty, takže neovplyvňuje vzhľad ani funkciu displeja a nie sú potrebné ďalšie výrobné kroky na odstránenie odpadu.
Na rezanie zobrazovacích buniek a polarizátorov sa zvyčajne používa vysokorýchlostný a presný skenovací systém na dodanie zaostreného lúča CO2. To poskytuje požadovanú priepustnosť a vytvára rovné rezy s úzkymi šírkami rezu.
Rezanie CELL zahŕňa viacero úrovní problémov
Vysoký výkon lasera, hoci umožňuje rýchle rezanie, má však nevýhodu. Je to preto, že CO2 laserové infračervené rezanie využíva tepelný mechanizmus. To znamená, že ohrieva materiál, kým sa neodparí. Počas procesu rezania sa do dielu dostane toľko tepla, že sa objaví veľká tepelne ovplyvnená zóna, ktorá môže poškodiť obvody displeja.
Spodná aj vrchná vrstva flexibilných OLED displejov je navyše vyrobená z polymérových materiálov. Počas rezania sa plast zahrieva a časť materiálu sa roztopí, ale nevyparí sa. Roztavený materiál tečie a znova tuhne do "guličky", čo má za následok mierne hrubé okraje.
Tieto hrubé okraje môžu spôsobiť problémy v následných výrobných krokoch, najmä ak sa na OLED displej pridá polarizátor zvyšujúci kontrast. Tento polarizátor je tiež rezaný CO2 laserom a trpí rovnakým problémom so zahusťovaním hrán.
Keď sú dve časti laminované dohromady, hrubší okraj môže spôsobiť bubliny alebo medzery medzi vrstvami, čo je vážna chyba.
Modulované CO2 lasery robia rezanie oveľa lepšie
Aby sa zabránilo hrubým okrajom pri rezaní, Coherent vyvinul modulovaný CO2 laser. Tento laser veľmi rýchlo zapína a vypína lúč. Aj keď sa laser stále spolieha na dostatok tepla na odparenie materiálu, nie je zapnutý príliš dlho, takže teplo nie je vedené ďaleko do substrátu, aby tam roztavilo materiál, ale ani teplo nie je úplne odstránené.
Existujú dva rôzne spôsoby modulácie CO2 lasera. Jedným z nich je použitie lasera, ktorý vytvára kontinuálny výstup a potom ho rozrezať na impulzy pomocou externého modulátora svetla. Toto je prístup, ktorý zvolil Coherent's DIAMOND Cx10LDE+ laser, ktorý je teraz široko používaný v priemysle FPD na rezanie zobrazovacích buniek a polarizátorov.
Jedným z dôvodov, prečo je CX{0}}LDE+ tak široko používaný, je to, že modulátor je zabudovaný priamo do lasera. To nám umožňuje plne integrovať laserovú a dátovú riadiacu elektroniku s cieľom optimalizovať celkový výkon systému. To je rozhodujúce pre dosiahnutie požadovanej presnosti riadenia impulzov a stability výkonu, aby sa dosiahla konzistentnosť a opakovateľnosť procesu, ktorú výrobcovia FPD požadujú.
Druhým spôsobom modulácie CO2 lasera je použitie Q-Switch. Pri tomto prístupe je modulátor umiestnený vo vnútri laserového rezonátora a laser je prevádzkovaný v pulznom (skôr ako kontinuálnom) režime. To má významný vplyv na spôsob, akým laser funguje. Takže zatiaľ čo externý napájací zdroj poskytuje šírky mikrosekundových impulzov, Q-Switch produkuje kratšie šírky nanosekundových impulzov a tiež výrazne zvyšuje špičkový výkon impulzov.
Tieto kratšie impulzy ďalej znižujú tepelne ovplyvnenú zónu a tiež poskytujú väčšiu presnosť a kontrolu nad procesom rezania. V dôsledku toho veľa výrobcov FPD prechádza na túto technológiu. Coherent DIAMOND Cx-10LQS+ je jedným z mála CO2 laserov Q-Switch na trhu.
Spoľahlivosť prináša úsporu nákladov
Ďalším dôvodom, prečo sú koherentné lasery tak populárne pre rezanie zobrazovacích buniek a polarizátorov, je ich dlhá životnosť, vysoká spoľahlivosť a globálna servisná infraštruktúra. Výrobcovia FPD dnes vyrábajú obrovské množstvo produktov každý deň bez prerušenia. Výrobné prestoje na opravu alebo výmenu laserov môžu mať obrovský vplyv na výnos a náklady. Koherentné lasery majú dlhú životnosť, zvyčajne medzi 10,{1}} a 20,000 hodinami, čo zaisťuje nepretržitú výrobu vysokokvalitných FPD. A keď bude potrebné laser vymeniť, globálny inventár spoločnosti Coherent a servisný tím rýchlej reakcie môže zabezpečiť, že bude možné vymeniť ho čo najskôr.
