CO2 laserji lahko režejo prikazovalne "celice" in polarizatorje pri hitrostih in kakovosti robov, ki so potrebni za stroškovno učinkovito proizvodnjo velikih količin.
Največji svetovni proizvajalci zaslonov proizvedejo več kot 1 milijon zaslonov na dan. Ta ogromen obseg zahteva izjemno hiter proizvodni proces.
V zgodnjih fazah proizvodnje je to hitro proizvodno zmogljivost razmeroma enostavno doseči. Razlog za to je, da se prvi koraki v proizvodnem ciklu FPD izvajajo na matičnem steklenem substratu, ki vsebuje več kot 100 zaslonov. To omogoča, da koraki, kot sta ELA in LLO, hkrati obdelajo vse zaslone na matičnem steklu v eni operaciji.
Vendar se situacija spremeni, ko je velika plošča razdeljena na "celice". To pomeni, da je razrezan na posamezne prikaze, včasih pa tudi na več prikazov. Po naravi te operacije rezanja celic ni mogoče izvesti istočasno na celotni plošči. Gre za vrsto operacij.
Proizvajalci seveda ne želijo, da bi rezanje celic postalo ozko grlo v proizvodnji. Proces mora biti še vedno sinhroniziran s preostalim proizvodnim procesom.
Super nežno rezanje
Tanke, upogljive zaslone z organskimi svetlečimi diodami (OLED) je mogoče enostavno rezati z različnimi metodami, vsaj v teoriji. Vendar ta posebna aplikacija predstavlja nekaj edinstvenih težav.
Prvič, vsak zaslon je od sosednjega na plošči ločen le za nekaj milimetrov. Drugič, zaslon je izdelan iz niza heterogenih materialov, od katerih ima lahko vsak različne rezalne lastnosti. Končno je zaslon dokaj občutljiva elektronska naprava. Toplota ali drugi dejavniki, ki povzročijo popolno fizično ločitev plasti, lahko poškodujejo zaslon.
CO2 laserji so zelo primerni za optimizacijo rezalnih postopkov znotraj vseh teh omejitev. Ti laserji proizvajajo infrardečo svetlobo visoke moči, ki jo dobro absorbirajo različni materiali v skladu OLED, kar omogoča učinkovito rezanje vsake plasti. Poleg tega rezanje ne povzroči nobenih ostankov, tako da ne vpliva na videz ali delovanje zaslona in ni potrebe po dodatnih proizvodnih korakih za odstranitev ostankov.
Za rezanje zaslonske celice in polarizatorja se običajno uporablja hiter in natančen skenirni sistem za zagotavljanje fokusiranega žarka CO2. To zagotavlja zahtevano pretočnost in ustvarja ravne reze z ozkimi širinami rezov.
Rezanje CELIC vključuje več ravni težav
Vendar ima visoka laserska moč, ki omogoča hitro rezanje, slabo stran. To je zato, ker CO2 lasersko infrardeče rezanje uporablja termični mehanizem. To pomeni, da segreva material, dokler ne izhlapi. Med postopkom rezanja vstopi v del toliko toplote, da se pojavi veliko območje, ki je izpostavljeno toploti, kar lahko poškoduje vezje zaslona.
Poleg tega sta spodnja in zgornja plast upogljivih zaslonov OLED izdelana iz polimernih materialov. Med rezanjem se plastika segreje in nekaj materiala se stopi, vendar ne upari. Staljeni material teče in se ponovno strdi v "kroglico", kar povzroči rahlo debele robove.
Ti debeli robovi lahko povzročijo težave v naslednjih proizvodnih korakih, še posebej, če je na vrhu zaslona OLED dodan polarizator za izboljšanje kontrasta. Tudi ta polarizator je rezan s CO2 laserjem in ima enako težavo z zgoščevanjem robov.
Ko sta oba dela laminirana skupaj, lahko debelejši rob povzroči mehurčke ali vrzeli med plastmi, kar je resna napaka.
Modulirani laserji CO2 omogočajo veliko boljše rezanje
Da bi se izognili debelim robom pri rezanju, je Coherent razvil moduliran CO2 laser. Ta laser zelo hitro vklopi in izklopi žarek. Medtem ko se še vedno zanaša na dovolj toplote za uparjanje materiala, laser ne deluje zelo dolgo, tako da toplota ni vodena daleč v substrat, da bi tam stopil material, vendar tudi toplota ni popolnoma odstranjena.
Obstajata dva različna načina za modulacijo CO2 laserja. Ena je uporaba laserja, ki proizvaja neprekinjen izhod in ga nato z zunanjim modulatorjem svetlobe razreže na impulze. To je pristop Coherentovega laserja DIAMOND Cx10LDE+, ki se zdaj pogosto uporablja v industriji FPD za rezanje zaslonskih celic in polarizatorjev.
Eden od razlogov za tako široko uporabo CX10-LDE+ je, da je modulator vgrajen neposredno v laser. To nam omogoča popolno integracijo laserske in podatkovne krmilne elektronike za optimizacijo celotnega delovanja sistema. To je ključnega pomena za doseganje zahtevane natančnosti krmiljenja impulzov in stabilnosti moči za doseganje doslednosti in ponovljivosti procesa, ki ju zahtevajo proizvajalci FPD.
Drugi način za modulacijo CO2 laserja je uporaba Q-stikala. Pri tem pristopu je modulator nameščen v laserski resonator in laser deluje v impulznem (namesto neprekinjenem) načinu. To pomembno vpliva na način delovanja laserja. Torej, medtem ko zunanji napajalnik zagotavlja mikrosekundne širine impulzov, Q-Switch proizvaja krajše nanosekundne širine impulzov in tudi bistveno poveča največjo moč impulza.
Ti krajši impulzi dodatno zmanjšajo toplotno prizadeto območje ter zagotavljajo večjo natančnost in nadzor nad postopkom rezanja. Posledično mnogi proizvajalci FPD prehajajo na to tehnologijo. Coherentov DIAMOND Cx-10LQS+ je eden redkih Q-Switch CO2 laserjev na trgu.
Zanesljivost prinaša prihranek stroškov
Drug razlog, zakaj so koherentni laserji tako priljubljeni za rezanje zaslonskih celic in polarizatorjev, je njihova dolga življenjska doba, visoka zanesljivost in globalna storitvena infrastruktura. Danes proizvajalci FPD vsak dan brez prekinitev proizvedejo ogromno izdelkov. Izpadi proizvodnje zaradi popravila ali zamenjave laserjev lahko močno vplivajo na donos in stroške. Koherentni laserji imajo dolgo življenjsko dobo, običajno med 10,000 in 20,000 urami, kar zagotavlja neprekinjeno proizvodnjo visokokakovostnih FPD-jev. In ko je treba laser zamenjati, lahko Coherentova ekipa za storitve globalnega popisa in hitrega odziva zagotovi, da ga je mogoče zamenjati v najkrajšem možnem času.
