CO2 laseri mogu rezati "ćelije" zaslona i polarizatore pri brzinama i kvaliteti rubova potrebnih za ekonomičnu proizvodnju velikih količina.
Najveći svjetski proizvođači zaslona proizvode više od milijun zaslona dnevno. Ova ogromna količina zahtijeva izuzetno brz proizvodni proces.
U ranim fazama proizvodnje, ovu sposobnost brze proizvodnje je relativno lako postići. Razlog tome je što se prvi koraci u proizvodnom ciklusu FPD-a izvode na matičnoj staklenoj podlozi koja sadrži više od 100 zaslona. To omogućuje koracima poput ELA i LLO da istovremeno obrade sve zaslone na matičnom staklu u jednoj operaciji.
Međutim, situacija se mijenja kada se velika ploča podijeli na "ćelije". To znači da je izrezan na pojedinačne zaslone, a ponekad i na nekoliko prikaza. Po prirodi, ova operacija rezanja ćelija ne može se izvoditi istovremeno na cijeloj ploči. To je niz 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 rezanje
Tanki, fleksibilni zasloni s organskim svjetlosnim diodama (OLED) mogu se jednostavno rezati različitim metodama, barem u teoriji. Međutim, ova konkretna aplikacija predstavlja neke jedinstvene probleme.
Prvo, svaki zaslon je odvojen od svog susjeda na ploči samo nekoliko milimetara. Drugo, zaslon je napravljen od hrpe heterogenih materijala, od kojih svaki može imati različite karakteristike rezanja. Konačno, zaslon je prilično krhak elektronički uređaj. Toplina ili drugi čimbenici koji uzrokuju potpuno fizičko odvajanje slojeva mogu oštetiti zaslon.
CO2 laseri su prikladni za optimiziranje operacija rezanja unutar svih ovih ograničenja. Ovi laseri proizvode infracrveno svjetlo velike snage koje dobro apsorbiraju različiti materijali u OLED nizu, omogućujući učinkovito rezanje svakog sloja. Osim toga, rezanje ne proizvodi nikakve ostatke, tako da ne utječe na izgled ili funkciju zaslona i nema potrebe za dodatnim koracima proizvodnje za uklanjanje ostatka.
Za rezanje ćelija zaslona i polarizatora obično se koristi brzi, precizni sustav skeniranja za isporuku fokusirane zrake CO2. To osigurava potrebnu propusnost, proizvodeći ravne rezove s uskom širinom zareza.
Rezanje STANICA uključuje više razina problema
Međutim, velika snaga lasera, iako omogućuje brzo rezanje, ima lošu stranu. To je zato što infracrveno rezanje CO2 laserom koristi termalni mehanizam. To jest, zagrijava materijal dok ne ispari. Tijekom procesa rezanja, toliko topline ulazi u dio da se pojavljuje velika zona utjecaja topline, koja može oštetiti sklop zaslona.
Osim toga, i donji i gornji sloj fleksibilnih OLED zaslona izrađeni su od polimernih materijala. Tijekom rezanja plastika se zagrijava i dio materijala se topi, ali ne isparava. Rastaljeni materijal teče i ponovno se skrućuje u "zrno", što rezultira blago debelim rubovima.
Ovi debeli rubovi mogu prouzročiti probleme u narednim proizvodnim koracima, posebno kada se na vrh OLED zaslona doda polarizator za poboljšanje kontrasta. Ovaj polarizator se također reže CO2 laserom i pati od istog problema zadebljanja rubova.
Kada su dva dijela laminirana zajedno, deblji rub može uzrokovati mjehuriće ili praznine između slojeva, što je ozbiljan nedostatak.
Modulirani CO2 laseri čine rezanje puno boljim
Kako bi se izbjegli debeli rubovi pri rezanju, Coherent je razvio modulirani CO2 laser. Ovaj laser vrlo brzo uključuje i gasi zraku. Iako se i dalje oslanja na dovoljno topline za isparavanje materijala, laser nije uključen jako dugo, tako da se toplina ne provodi daleko u supstrat kako bi se ondje otopio materijal, ali ni toplina nije potpuno eliminirana.
Postoje dva različita načina za modulaciju CO2 lasera. Jedan je korištenje lasera koji proizvodi kontinuirani izlaz i zatim ga reže na impulse s vanjskim modulatorom svjetla. Ovo je pristup Coherentov DIAMOND Cx10LDE+ laser, koji se sada široko koristi u FPD industriji za rezanje zaslonskih ćelija i polarizatora.
Jedan od razloga zašto se CX10-LDE+ tako široko koristi je to što je modulator ugrađen izravno u laser. To nam omogućuje potpunu integraciju lasera i elektronike za upravljanje podacima kako bismo optimizirali ukupne performanse sustava. Ovo je ključno za postizanje potrebne točnosti kontrole pulsa i stabilnosti snage kako bi se postigla konzistentnost procesa i ponovljivost koju proizvođači FPD zahtijevaju.
Drugi način modulacije CO2 lasera je korištenje Q-sklopke. U ovom pristupu, modulator se postavlja unutar laserskog rezonatora i laser radi u pulsirajućem (umjesto kontinuiranom) načinu rada. To ima značajan utjecaj na način na koji laser radi. Dakle, dok vanjsko napajanje osigurava mikrosekundne širine impulsa, Q-Switch proizvodi kraće nanosekundne širine impulsa i također značajno povećava vršnu snagu impulsa.
Ovi kraći impulsi dodatno smanjuju zonu utjecaja 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+ jedan je od rijetkih Q-Switch CO2 lasera na tržištu.
Pouzdanost donosi uštedu troškova
Još jedan razlog zašto su koherentni laseri toliko popularni za rezanje zaslonskih ćelija i polarizator je njihov dug vijek trajanja, visoka pouzdanost i globalna servisna infrastruktura. Danas proizvođači FPD proizvode ogroman broj proizvoda svaki dan bez prekida. Zastoj u proizvodnji radi popravka ili zamjene lasera može imati veliki utjecaj na prinos i troškove. Koherentni laseri imaju dug vijek trajanja, obično između 10,000 i 20,000 sati, što osigurava kontinuiranu proizvodnju FPD-ova visoke kvalitete. A kada je laser potrebno zamijeniti, Coherentov globalni inventar i servisni tim za brzi odgovor može osigurati da se laser može zamijeniti što je prije moguće.
