CO2-laserit voivat leikata näytön "kennoja" ja polarisaattoreita sellaisilla nopeuksilla ja reunalaaduilla, joita tarvitaan kustannustehokkaaseen suurten volyymien tuotantoon.
Maailman suurimmat näyttövalmistajat tuottavat yli miljoona näyttöä päivässä. Tämä valtava määrä vaatii erittäin nopean tuotantoprosessin.
Tuotannon alkuvaiheessa tämä nopea tuotantokyky on suhteellisen helppo saavuttaa. Syynä tähän on se, että FPD-tuotantosyklin ensimmäiset vaiheet suoritetaan yli 100 näyttöä sisältävälle emolasialustalle. Tämän ansiosta ELA:n ja LLO:n kaltaiset vaiheet voivat käsitellä kaikki emolasin näytöt samanaikaisesti yhdellä toimenpiteellä.
Tilanne kuitenkin muuttuu, kun iso paneeli jaetaan "soluihin". Tämä tarkoittaa, että se leikataan yksittäisiksi näytöiksi ja joskus useiksi näytöiksi. Luonnostaan tätä kennoleikkausoperaatiota ei voida suorittaa samanaikaisesti koko paneelille. Se on sarja operaatioita.
Valmistajat eivät tietenkään halua, että solujen leikkaamisesta tulee tuotannon pullonkaula. Prosessi on silti synkronoitava muun tuotantoprosessin kanssa.
Super hellävarainen leikkaus
Ohuet, joustavat orgaaniset valodiodit (OLED) voidaan helposti leikata useilla eri menetelmillä, ainakin teoriassa. Tässä sovelluksessa on kuitenkin joitain ainutlaatuisia ongelmia.
Ensinnäkin jokainen näyttö on vain muutaman millimetrin päässä naapuristaan paneelissa. Toiseksi näyttö on valmistettu pinosta heterogeenisiä materiaaleja, joista jokaisella voi olla erilaiset leikkausominaisuudet. Lopuksi näyttö on melko hauras elektroninen laite. Kuumuus tai muut tekijät, jotka saavat kerrokset erottumaan kokonaan fyysisesti, voivat vahingoittaa näyttöä.
CO2-laserit sopivat hyvin leikkaustoimintojen optimointiin kaikissa näissä rajoituksissa. Nämä laserit tuottavat suuritehoista infrapunavaloa, jonka OLED-pinon eri materiaalit absorboivat hyvin, mikä mahdollistaa jokaisen kerroksen tehokkaan leikkaamisen. Lisäksi leikkaus ei tuota roskia, joten se ei vaikuta näytön ulkonäköön tai toimintaan, eikä lisätuotantovaiheita tarvita roskien poistamiseksi.
Näyttökenno- ja polarisaattorileikkauksessa käytetään tyypillisesti nopeaa, tarkkaa skannausjärjestelmää fokusoidun CO2-säteen välittämiseen. Tämä takaa vaaditun suorituskyvyn ja tuottaa suoria leikkauksia kapealla uurreleveydellä.
CELL-leikkaukseen liittyy useita ongelmia
Suurella laserteholla, vaikka se mahdollistaa nopean leikkaamisen, on kuitenkin haittapuoli. Tämä johtuu siitä, että CO2-laserinfrapunaleikkaus käyttää lämpömekanismia. Eli se lämmittää materiaalia, kunnes se höyrystyy. Leikkausprosessin aikana osaan tulee niin paljon lämpöä, että muodostuu suuri lämpövaikuttama vyöhyke, mikä voi vaurioittaa näytön virtapiiriä.
Lisäksi joustavien OLED-näyttöjen sekä ala- että yläkerros on valmistettu polymeerimateriaaleista. Leikkauksen aikana muovi kuumenee ja osa materiaalista sulaa, mutta ei höyrysty. Sula materiaali virtaa ja jähmettyy uudelleen "helmeksi", mikä johtaa hieman paksuihin reunoihin.
Nämä paksut reunat voivat aiheuttaa ongelmia myöhemmissä tuotantovaiheissa, varsinkin kun kontrastia parantava polarisaattori on lisätty OLED-näytön päälle. Tämä polarisaattori on myös leikattu CO2-laserilla ja kärsii samasta reunan paksunemisongelmasta.
Kun kaksi osaa laminoidaan yhteen, paksumpi reuna voi aiheuttaa kuplia tai rakoja kerrosten väliin, mikä on vakava vika.
Moduloidut CO2-laserit tekevät leikkaamisesta paljon parempia
Paksujen reunojen välttämiseksi leikkaamisen aikana Coherent on kehittänyt moduloidun CO2-laserin. Tämä laser käynnistää ja sammuttaa säteen erittäin nopeasti. Laser ei ole vielä pitkään päällä, joten lämpö ei johda kauas substraattiin materiaalin sulattamiseksi siellä, mutta lämpöä ei myöskään poisteta kokonaan.
CO2-laseria voidaan moduloida kahdella eri tavalla. Yksi on käyttää laseria, joka tuottaa jatkuvan tehon ja leikkaa sen sitten pulsseiksi ulkoisella valomodulaattorilla. Tämä on Coherentin DIAMOND Cx10LDE+ -laser, jota käytetään nykyään laajasti FPD-teollisuudessa näyttökennojen ja polarisaattorien leikkaamiseen.
Yksi syy CX10-LDE+:n niin laajaan käyttöön on se, että modulaattori on rakennettu suoraan laseriin. Tämän ansiosta voimme täysin integroida laser- ja tiedonohjauselektroniikan optimoidaksemme järjestelmän yleisen suorituskyvyn. Tämä on kriittistä vaaditun pulssisäädön tarkkuuden ja tehon vakauden saavuttamiseksi FPD-valmistajien vaatiman prosessin johdonmukaisuuden ja toistettavuuden saavuttamiseksi.
Toinen tapa moduloida CO2-laseria on käyttää Q-kytkintä. Tässä lähestymistavassa modulaattori sijoitetaan laserresonaattorin sisään ja laseria käytetään pulssitilassa (ei jatkuvassa) tilassa. Tällä on merkittävä vaikutus laserin toimintaan. Joten vaikka ulkoinen virtalähde tarjoaa mikrosekunnin pulssinleveyksiä, Q-Switch tuottaa lyhyempiä nanosekunnin pulssinleveyksiä ja lisää myös merkittävästi huippupulssin tehoa.
Nämä lyhyemmät pulssit vähentävät edelleen lämmön vaikutusaluetta ja tarjoavat myös suuremman tarkkuuden ja leikkausprosessin hallinnan. Tämän seurauksena monet FPD-valmistajat ovat siirtymässä tähän tekniikkaan. Coherentin DIAMOND Cx-10LQS+ on yksi harvoista markkinoilla olevista Q-Switch CO2 -lasereista.
Luotettavuus tuo kustannussäästöjä
Toinen syy, miksi koherentit laserit ovat niin suosittuja näyttökennoissa ja polarisaattorileikkauksissa, on niiden pitkä käyttöikä, korkea luotettavuus ja globaali palveluinfrastruktuuri. Nykyään FPD-valmistajat tuottavat valtavan määrän tuotteita joka päivä keskeytyksettä. Tuotantoseisokkeilla lasereiden korjaamiseksi tai vaihtamiseksi voi olla valtava vaikutus tuottoon ja kustannuksiin. Koherenttien lasereiden käyttöikä on pitkä, tyypillisesti 10,000 - 20,000 tuntia, mikä varmistaa, että korkealaatuisia FPD-kuvia voidaan tuottaa jatkuvasti. Ja kun laser on vaihdettava, Coherentin maailmanlaajuinen varasto- ja nopean toiminnan palvelutiimi voi varmistaa, että se voidaan vaihtaa mahdollisimman pian.
