CO2-лазери можуть вирізати «комірки» дисплея та поляризатори зі швидкістю та якістю кромки, необхідні для економічно ефективного виробництва великої кількості.
Найбільші світові виробники дисплеїв виробляють понад 1 мільйон дисплеїв на день. Цей величезний обсяг вимагає надзвичайно високошвидкісного виробничого процесу.
На ранніх стадіях виробництва таких швидких можливостей виробництва відносно легко досягти. Причиною цього є те, що перші етапи циклу виробництва FPD виконуються на материнській скляній підкладці, яка містить понад 100 дисплеїв. Це дозволяє таким етапам, як ELA та LLO, обробляти всі дисплеї на материнському склі одночасно за одну операцію.
Однак ситуація змінюється, коли велику панель розбивають на «комірки». Це означає, що він розрізається на окремі дисплеї, а іноді й на кілька дисплеїв. За своєю природою ця операція вирізання комірок не може виконуватися одночасно на всій панелі. Це серія операцій.
Звичайно, виробники не хочуть, щоб різання клітинок стало вузьким місцем виробництва. Процес все ще має бути синхронізований з рештою виробничого процесу.
Супер ніжне різання
Тонкі гнучкі дисплеї на органічних світлодіодах (OLED) можна легко вирізати за допомогою різних методів, принаймні теоретично. Однак ця конкретна програма створює деякі унікальні проблеми.
По-перше, кожен дисплей відділений від сусіда на панелі лише кількома міліметрами. По-друге, дисплей виготовлений із купи різнорідних матеріалів, кожен із яких може мати різні характеристики різання. Нарешті, дисплей є досить крихким електронним пристроєм. Тепло або інші чинники, які призводять до повного фізичного відокремлення шарів, можуть пошкодити дисплей.
CO2-лазери добре підходять для оптимізації операцій різання в межах усіх цих обмежень. Ці лазери виробляють потужне інфрачервоне світло, яке добре поглинається різними матеріалами в стеку OLED, що дозволяє ефективно розрізати кожен шар. Крім того, під час різання не утворюється сміття, тому це не впливає на зовнішній вигляд або функціонування дисплея, і немає потреби в додаткових етапах виробництва для видалення сміття.
Для різання осередків дисплея та поляризатора зазвичай використовується високошвидкісна точна скануюча система для доставки сфокусованого променя CO2. Це забезпечує необхідну пропускну здатність, створюючи прямі різи з вузькою шириною пропилу.
Вирізання КЛІТИН включає кілька рівнів проблем
Однак висока потужність лазера, хоч і забезпечує швидке різання, має недолік. Це пояснюється тим, що для інфрачервоного різання CO2-лазером використовується термічний механізм. Тобто він нагріває матеріал, поки він не випарується. Під час різання в деталь надходить стільки тепла, що з’являється велика зона теплового впливу, яка може пошкодити схему дисплея.
Крім того, нижній і верхній шари гнучких OLED-дисплеїв виготовлені з полімерних матеріалів. Під час різання пластик нагрівається, і частина матеріалу плавиться, але не випаровується. Розплавлений матеріал тече і повторно твердне в «намистинку», що призводить до злегка товстих країв.
Ці товсті краї можуть спричинити проблеми на наступних етапах виробництва, особливо якщо на OLED-дисплей додається поляризатор, що підсилює контраст. Цей поляризатор також вирізається CO2-лазером і страждає від тієї ж проблеми потовщення краю.
Коли дві частини ламіновані разом, більш товстий край може спричинити бульбашки або зазори між шарами, що є серйозним дефектом.
Модульовані лазери CO2 роблять різання набагато кращим
Щоб уникнути товстих країв під час різання, компанія Coherent розробила модульований CO2-лазер. Цей лазер дуже швидко вмикає і вимикає промінь. Незважаючи на те, що лазер все ще покладається на достатню кількість тепла для випаровування матеріалу, він не працює дуже довго, тому тепло не відводиться далеко в підкладку, щоб розплавити матеріал там, але тепло також не усувається повністю.
Існує два різних способи модуляції CO2-лазера. Один із них полягає у використанні лазера, який створює безперервний вихід, а потім розрізає його на імпульси за допомогою зовнішнього модулятора світла. Це підхід, використаний лазером Coherent DIAMOND Cx10LDE+, який зараз широко використовується в галузі FPD для різання комірок дисплея та поляризаторів.
Однією з причин такого широкого використання CX10-LDE+ є те, що модулятор вбудовано безпосередньо в лазер. Це дозволяє нам повністю інтегрувати лазер і електроніку керування даними для оптимізації загальної продуктивності системи. Це має вирішальне значення для досягнення необхідної точності керування імпульсами та стабільності живлення для досягнення узгодженості процесу та повторюваності, яких вимагають виробники FPD.
Другий спосіб модуляції CO2-лазера - це використання Q-Switch. У цьому підході модулятор розміщується всередині лазерного резонатора, і лазер працює в імпульсному (а не в безперервному) режимі. Це значно впливає на роботу лазера. Тож у той час як зовнішнє джерело живлення забезпечує мікросекундну ширину імпульсу, Q-Switch створює коротшу наносекундну ширину імпульсу, а також значно збільшує пікову потужність імпульсу.
Ці коротші імпульси додатково зменшують зону теплового впливу, а також забезпечують більшу точність і контроль над процесом різання. У зв’язку з цим багато виробників FPD переходять на цю технологію. DIAMOND Cx-10LQS+ від Coherent є одним із небагатьох CO2-лазерів Q-Switch на ринку.
Надійність забезпечує економію коштів
Ще одна причина, чому когерентні лазери настільки популярні для різання екранних комірок і поляризаторів, — це їх довгий термін служби, висока надійність і глобальна інфраструктура обслуговування. Сьогодні виробники ПФД випускають величезну кількість продукції щодня без перерви. Зупинка виробництва для ремонту або заміни лазерів може мати величезний вплив на врожайність і вартість. Когерентні лазери мають тривалий термін служби, зазвичай від 10,000 до 20,000 годин, що гарантує безперервне виробництво високоякісних FPD. І коли лазер все-таки потребує заміни, команда служби глобальної інвентаризації та швидкого реагування Coherent може гарантувати, що його можна буде замінити якомога швидше.
