Laserele cu CO2 pot tăia „celulele” de afișare și polarizatoarele la vitezele și calitatea marginilor necesare pentru o producție de mare volum rentabilă.
Cei mai mari producători de ecrane din lume produc peste 1 milion de ecrane pe zi. Acest volum masiv necesită un proces de producție extrem de rapid.
În primele etape ale producției, această capacitate de producție rapidă este relativ ușor de realizat. Motivul pentru aceasta este că primii pași în ciclul de producție FPD sunt efectuate pe un substrat de sticlă mamă care conține mai mult de 100 de afișaje. Acest lucru permite pașilor precum ELA și LLO să proceseze simultan toate afișajele de pe geamul mamă într-o singură operație.
Cu toate acestea, situația se schimbă atunci când panoul mare este împărțit în „celule”. Aceasta înseamnă că este tăiat în afișaje individuale și, uneori, în mai multe afișaje. Prin natura sa, aceasta operatie de taiere a celulelor nu poate fi efectuata simultan pe intregul panou. Este o serie de operațiuni.
Desigur, producătorii nu doresc ca tăierea celulelor să devină un blocaj în producție. Procesul trebuie să fie în continuare sincronizat cu restul procesului de producție.
Tăiere super blândă
Ecranele subțiri și flexibile cu diode emițătoare de lumină organice (OLED) pot fi tăiate cu ușurință folosind o varietate de metode diferite, cel puțin în teorie. Cu toate acestea, această aplicație specifică prezintă unele probleme unice.
În primul rând, fiecare afișaj este separat de vecinul său de pe panou cu doar câțiva milimetri. În al doilea rând, afișajul este realizat dintr-un teanc de materiale eterogene, fiecare dintre acestea putând avea caracteristici de tăiere diferite. În cele din urmă, display-ul este un dispozitiv electronic destul de fragil. Căldura sau alți factori care fac ca straturile să se separe fizic complet pot deteriora afișajul.
Laserele cu CO2 sunt potrivite pentru a optimiza operațiunile de tăiere în toate aceste constrângeri. Aceste lasere produc lumină infraroșie de mare putere care este bine absorbită de diferitele materiale din stiva OLED, permițând tăierea eficientă a fiecărui strat. În plus, tăierea nu produce resturi, deci nu afectează aspectul sau funcția afișajului și nu este nevoie de pași suplimentari de producție pentru a îndepărta resturile.
Pentru tăierea celulelor de afișare și a polarizatorului, un sistem de scanare de mare viteză și precizie este de obicei utilizat pentru a furniza un fascicul de CO2 concentrat. Acest lucru asigură debitul necesar, producând tăieturi drepte cu lățimi înguste ale tăieturii.
Tăierea CELULUI implică mai multe niveluri de probleme
Cu toate acestea, puterea mare a laserului, deși permite tăierea rapidă, are un dezavantaj. Acest lucru se datorează faptului că tăierea cu laser CO2 în infraroșu folosește un mecanism termic. Adică încălzește materialul până se vaporizează. În timpul procesului de tăiere, atât de multă căldură pătrunde în piesă încât apare o zonă mare afectată de căldură, care poate deteriora circuitul afișajului.
În plus, atât stratul inferior, cât și cel superior al afișajelor OLED flexibile sunt realizate din materiale polimerice. În timpul tăierii, plasticul este încălzit și o parte din material se topește, dar nu se vaporizează. Materialul topit curge și se resolidifică într-o „sferă”, ceea ce are ca rezultat margini ușor groase.
Aceste margini groase pot cauza probleme în etapele de producție ulterioare, mai ales când se adaugă un polarizator de îmbunătățire a contrastului deasupra afișajului OLED. Acest polarizator este de asemenea tăiat cu un laser CO2 și suferă de aceeași problemă de îngroșare a marginilor.
Când cele două părți sunt laminate împreună, marginea mai groasă poate provoca bule sau goluri între straturi, ceea ce este un defect grav.
Laserele cu CO2 modulate fac tăierea mult mai bună
Pentru a evita marginile groase la tăiere, Coherent a dezvoltat un laser cu CO2 modulat. Acest laser pornește și oprește fasciculul foarte repede. Deși încă se bazează pe suficientă căldură pentru a vaporiza materialul, laserul nu este pornit foarte mult timp, astfel încât căldura nu este condusă departe în substrat pentru a topi materialul acolo, dar nici căldura nu este complet eliminată.
Există două moduri diferite de a modula un laser CO2. Una este să folosiți un laser care produce o ieșire continuă și apoi să îl tăiați în impulsuri cu un modulator de lumină extern. Aceasta este abordarea luată de laserul DIAMOND Cx10LDE+ de la Coherent, care este acum utilizat pe scară largă în industria FPD pentru tăierea celulelor de afișare și a polarizatoarelor.
Unul dintre motivele pentru care CX10-LDE+ este utilizat atât de larg este că modulatorul este încorporat direct în laser. Acest lucru ne permite să integrăm pe deplin laserul și electronica de control al datelor pentru a optimiza performanța generală a sistemului. Acest lucru este esențial pentru a obține precizia necesară controlului pulsului și stabilitatea puterii pentru a obține consistența procesului și repetabilitatea cerute de producătorii de FPD.
A doua modalitate de a modula un laser CO2 este utilizarea unui Q-Switch. În această abordare, un modulator este plasat în interiorul rezonatorului laser și laserul este operat în modul pulsat (mai degrabă decât continuu). Acest lucru are un impact semnificativ asupra modului în care funcționează laserul. Deci, în timp ce o sursă de alimentare externă oferă lățimi ale impulsurilor de microsecunde, Q-Switch produce lățimi ale impulsurilor în nanosecunde mai scurte și, de asemenea, crește semnificativ puterea impulsului de vârf.
Aceste impulsuri mai scurte reduc și mai mult zona afectată de căldură și oferă, de asemenea, o mai mare precizie și control asupra procesului de tăiere. Drept urmare, mulți producători de FPD trec la această tehnologie. DIAMOND Cx-10LQS+ de la Coherent este unul dintre puținele lasere cu CO2 Q-Switch de pe piață.
Fiabilitatea aduce economii de costuri
Un alt motiv pentru care laserele coerente sunt atât de populare pentru tăierea celulelor de afișare și a polarizatorului este durata lor lungă de viață, fiabilitatea ridicată și infrastructura globală de servicii. Astăzi, producătorii de FPD produc un număr mare de produse în fiecare zi fără întrerupere. Timpul de oprire a producției pentru repararea sau înlocuirea laserelor poate avea un impact uriaș asupra randamentului și costurilor. Laserele coerente au o durată lungă de viață, de obicei între 10,000 și 20,000 ore, ceea ce asigură că FPD-uri de înaltă calitate pot fi produse continuu. Iar atunci când laserul trebuie înlocuit, echipa Coherent de inventar global și de service rapid se poate asigura că poate fi înlocuit cât mai curând posibil.
