A CO2 lézerek a költséghatékony, nagy volumenű gyártáshoz szükséges sebességgel és élminőséggel képesek a kijelző "cellákat" és a polarizátorokat vágni.
A világ legnagyobb kijelzőgyártói több mint 1 millió kijelzőt gyártanak naponta. Ez a hatalmas mennyiség rendkívül nagy sebességű gyártási folyamatot igényel.
A gyártás korai szakaszában ez a gyors termelési képesség viszonylag könnyen elérhető. Ennek oka, hogy az FPD gyártási ciklus első lépéseit több mint 100 kijelzőt tartalmazó anyaüveg hordozón hajtják végre. Ez lehetővé teszi az olyan lépések számára, mint az ELA és az LLO, hogy az alapüvegen lévő összes kijelzőt egyidejűleg, egyetlen műveletben dolgozzák fel.
A helyzet azonban megváltozik, ha a nagy panelt "cellákra" osztják. Ez azt jelenti, hogy külön-külön, és néha több képernyőre is fel van vágva. Ez a cellavágási művelet természeténél fogva nem hajtható végre egyszerre a teljes panelen. Ez egy műveletsor.
Természetesen a gyártók nem akarják, hogy a cellavágás a termelés szűk keresztmetszetévé váljon. A folyamatot továbbra is szinkronizálni kell a gyártási folyamat többi részével.
Szuper gyengéd vágás
A vékony, rugalmas szerves fénykibocsátó dióda (OLED) kijelzők különféle módszerekkel könnyen vághatók, legalábbis elméletben. Ez a konkrét alkalmazás azonban néhány egyedi problémát vet fel.
Először is, minden egyes kijelzőt csak néhány milliméter választ el a panelen lévő szomszédjától. Másodszor, a kijelző heterogén anyagok kötegéből készül, amelyek mindegyike eltérő vágási jellemzőkkel rendelkezhet. Végül a kijelző egy meglehetősen törékeny elektronikus eszköz. A hő vagy más olyan tényezők, amelyek a rétegek fizikai szétválását okozzák, károsíthatják a kijelzőt.
A CO2 lézerek kiválóan alkalmasak a vágási műveletek optimalizálására mindezen megkötéseken belül. Ezek a lézerek nagy teljesítményű infravörös fényt állítanak elő, amelyet jól elnyelnek az OLED-kötegben lévő különféle anyagok, lehetővé téve az egyes rétegek hatékony vágását. Ráadásul a vágás során nem keletkezik törmelék, így nem befolyásolja a kijelző megjelenését, működését, és nincs szükség további gyártási lépésekre a törmelék eltávolításához.
A kijelzőcellák és a polarizátoros vágáshoz általában nagy sebességű, precíziós letapogató rendszert használnak a fókuszált CO2-sugár kibocsátására. Ez biztosítja a szükséges áteresztőképességet, és keskeny vágásszélességű egyenes vágásokat eredményez.
A CELL vágás több szintű problémát foglal magában
A nagy lézerteljesítmény azonban, bár gyors vágást tesz lehetővé, van egy árnyoldala is. Ennek az az oka, hogy a CO2 lézeres infravörös vágás termikus mechanizmust használ. Vagyis addig melegíti az anyagot, amíg el nem párolog. A vágási folyamat során annyi hő jut be a részbe, hogy egy nagy hőhatás zóna jelenik meg, ami károsíthatja a kijelző áramkörét.
Ezenkívül a rugalmas OLED-kijelzők alsó és felső rétege is polimer anyagokból készül. A vágás során a műanyag felmelegszik, és az anyag egy része megolvad, de nem párolog el. Az olvadt anyag "gyöngygé" folyik és újra megszilárdul, ami enyhén vastag éleket eredményez.
Ezek a vastag élek problémákat okozhatnak a következő gyártási lépésekben, különösen akkor, ha az OLED-kijelző tetejére kontrasztjavító polarizátort adnak. Ez a polarizátor is CO2 lézerrel van vágva, és ugyanaz a peremvastagodási probléma.
A két rész laminálásakor a vastagabb szél buborékokat vagy hézagokat okozhat a rétegek között, ami komoly hiba.
A modulált CO2 lézerek sokkal jobb vágást tesznek lehetővé
A vágás során a vastag élek elkerülése érdekében a Coherent modulált CO2 lézert fejlesztett ki. Ez a lézer nagyon gyorsan be- és kikapcsolja a sugarat. Miközben továbbra is elegendő hőre támaszkodik az anyag elpárologtatásához, a lézer nem működik túl sokáig, így a hő nem kerül messzire a hordozóba, hogy ott megolvadjon az anyag, de a hő sem szűnik meg teljesen.
A CO2 lézer modulálásának két különböző módja van. Az egyik olyan lézer használata, amely folyamatos kimenetet állít elő, majd azt külső fénymodulátorral impulzusokra vágja. Ezt a megközelítést alkalmazza a Coherent DIAMOND Cx10LDE+ lézere, amelyet ma már széles körben használnak az FPD-iparban kijelzőcellák és polarizátorok vágására.
A CX10-LDE+ elterjedtségének egyik oka az, hogy a modulátor közvetlenül a lézerbe van beépítve. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy teljes mértékben integráljuk a lézer- és adatvezérlő elektronikát a rendszer általános teljesítményének optimalizálása érdekében. Ez kritikus az impulzusvezérlési pontosság és a teljesítménystabilitás eléréséhez, hogy elérjük az FPD-gyártók által megkövetelt folyamatkonzisztenciát és megismételhetőséget.
A CO2 lézer modulálásának második módja a Q-Switch használata. Ebben a megközelítésben egy modulátort helyeznek el a lézerrezonátor belsejében, és a lézert impulzusos (nem folyamatos) üzemmódban működtetik. Ez jelentős hatással van a lézer működésére. Tehát míg a külső tápegység mikroszekundumos impulzusszélességeket biztosít, a Q-Switch rövidebb nanoszekundumos impulzusszélességeket produkál, és jelentősen megnöveli a csúcsimpulzusteljesítményt is.
Ezek a rövidebb impulzusok tovább csökkentik a hő által érintett zónát, és nagyobb pontosságot és nagyobb vezérlést biztosítanak a vágási folyamat felett. Ennek eredményeként sok FPD-gyártó tér át erre a technológiára. A Coherent DIAMOND Cx{0}}LQS+ egyike azon kevés Q-Switch CO2 lézernek a piacon.
A megbízhatóság költségmegtakarítást jelent
Egy másik ok, amiért a koherens lézerek olyan népszerűek a kijelzőcellák és a polarizátoros vágások terén, a hosszú élettartamuk, a nagy megbízhatóságuk és a globális szolgáltatási infrastruktúrájuk. Manapság az FPD gyártók hatalmas számú terméket gyártanak minden nap megszakítás nélkül. A lézerek javításához vagy cseréjéhez szükséges gyártási leállások óriási hatással lehetnek a hozamra és a költségekre. A koherens lézerek élettartama hosszú, jellemzően 10,000 és 20,000 óra között van, ami biztosítja, hogy folyamatosan jó minőségű FPD-k készülhessenek. És amikor a lézert cserélni kell, a Coherent globális raktárkészlete és gyorsreagálású szolgáltatási csapata gondoskodhat arról, hogy a lehető leghamarabb kicserélhető legyen.
