CO2 lazeriai gali pjaustyti ekrano „ląsteles“ ir poliarizatorius tokiu greičiu ir kraštų kokybe, kurių reikia ekonomiškai didelės apimties gamybai.
Didžiausi pasaulio ekranų gamintojai per dieną pagamina daugiau nei 1 mln. Šis didžiulis kiekis reikalauja itin greito gamybos proceso.
Ankstyvosiose gamybos stadijose šį greitą gamybos pajėgumą pasiekti gana lengva. Taip yra todėl, kad pirmieji FPD gamybos ciklo žingsniai atliekami ant pagrindinio stiklo pagrindo, kuriame yra daugiau nei 100 ekranų. Tai leidžia atlikti veiksmus, pvz., ELA ir LLO, vienu metu apdoroti visus pagrindinio stiklo ekranus.
Tačiau situacija pasikeičia, kai didelė plokštė yra padalinta į „ląsteles“. Tai reiškia, kad jis supjaustomas į atskirus ekranus, o kartais ir į kelis ekranus. Iš prigimties šios ląstelės pjovimo operacijos negalima vienu metu atlikti visame skydelyje. Tai yra operacijų serija.
Žinoma, gamintojai nenori, kad ląstelių pjaustymas taptų gamybos kliūtimi. Procesas vis tiek turi būti sinchronizuotas su likusiu gamybos procesu.
Super švelnus pjovimas
Ploni, lankstūs organinių šviesos diodų (OLED) ekranai gali būti lengvai iškirpti naudojant įvairius metodus, bent jau teoriškai. Tačiau ši programa kelia tam tikrų unikalių problemų.
Pirma, kiekvieną ekraną nuo kaimyno skydelyje skiria tik keli milimetrai. Antra, ekranas pagamintas iš krūvos nevienalyčių medžiagų, kurių kiekviena gali turėti skirtingas pjovimo charakteristikas. Galiausiai, ekranas yra gana trapus elektroninis įrenginys. Šiluma ar kiti veiksniai, dėl kurių sluoksniai visiškai fiziškai atsiskiria, gali sugadinti ekraną.
CO2 lazeriai puikiai tinka optimizuoti pjovimo operacijas laikantis visų šių apribojimų. Šie lazeriai gamina didelės galios infraraudonųjų spindulių šviesą, kurią gerai sugeria įvairios OLED krūvos medžiagos, todėl kiekvienas sluoksnis gali būti efektyviai pjaustomas. Be to, pjaunant neatsiranda jokių šiukšlių, todėl tai neturi įtakos ekrano išvaizdai ar funkcijoms, todėl nereikia atlikti papildomų gamybos etapų šiukšlėms pašalinti.
Ekrano elementų ir poliarizatoriaus pjovimui paprastai naudojama didelės spartos, tiksli nuskaitymo sistema, skirta nukreipti sufokusuotą CO2 spindulį. Tai užtikrina reikiamą pralaidumą, sukuriant tiesius pjūvius su siauru pjūvio pločiu.
Ląstelių pjovimas apima kelių lygių problemas
Tačiau didelė lazerio galia, nors ir leidžia greitai pjauti, turi ir neigiamą pusę. Taip yra todėl, kad CO2 lazerinis infraraudonųjų spindulių pjovimas naudoja terminį mechanizmą. Tai yra, jis šildo medžiagą, kol ji išgaruoja. Pjovimo proceso metu į dalį patenka tiek šilumos, kad atsiranda didelė šilumos paveikta zona, kuri gali sugadinti ekrano grandinę.
Be to, lanksčių OLED ekranų apatinis ir viršutinis sluoksniai yra pagaminti iš polimerinių medžiagų. Pjovimo metu plastikas įkaista ir dalis medžiagos išsilydo, bet neišgaruoja. Išlydyta medžiaga teka ir vėl sukietėja į "karoliuką", dėl kurio susidaro šiek tiek stori kraštai.
Dėl šių storų briaunų gali kilti problemų vėlesniuose gamybos etapuose, ypač kai ant OLED ekrano yra pridėtas kontrastą didinantis poliarizatorius. Šis poliarizatorius taip pat pjaunamas CO2 lazeriu ir kenčia nuo tos pačios briaunos sustorėjimo problemos.
Kai abi dalys yra laminuojamos kartu, dėl storesnio krašto gali susidaryti burbuliukai arba tarpai tarp sluoksnių, o tai yra rimtas defektas.
Moduliuoti CO2 lazeriai leidžia pjauti daug geriau
Kad pjovimo metu nebūtų storų kraštų, „Coherent“ sukūrė moduliuotą CO2 lazerį. Šis lazeris labai greitai įjungia ir išjungia spindulį. Nors vis dar pasikliaujama pakankamai šilumos, kad medžiaga išgaruotų, lazeris neveikia labai ilgai, todėl šiluma nėra nuleidžiama toli į pagrindą, kad ištirptų ten esanti medžiaga, tačiau šiluma taip pat nėra visiškai pašalinta.
Yra du skirtingi CO2 lazerio moduliavimo būdai. Vienas iš jų yra naudoti lazerį, kuris sukuria nepertraukiamą išvestį, o tada supjausto jį į impulsus su išoriniu šviesos moduliatoriumi. Tokio požiūrio laikosi Coherent DIAMOND Cx10LDE+ lazeris, kuris dabar plačiai naudojamas FPD pramonėje ekrano elementams ir poliarizatoriams pjaustyti.
Viena iš priežasčių, kodėl CX10-LDE+ taip plačiai naudojamas, yra ta, kad moduliatorius įmontuotas tiesiai į lazerį. Tai leidžia visiškai integruoti lazerinę ir duomenų valdymo elektroniką, kad optimizuotume bendrą sistemos veikimą. Tai labai svarbu norint pasiekti reikiamą impulsų valdymo tikslumą ir galios stabilumą, kad būtų pasiektas proceso nuoseklumas ir pakartojamumas, kurio reikalauja FPD gamintojai.
Antrasis būdas moduliuoti CO2 lazerį yra naudoti Q-Switch. Taikant šį metodą, moduliatorius įdedamas į lazerio rezonatorių, o lazeris veikia impulsiniu (o ne nuolatiniu) režimu. Tai turi didelę įtaką lazerio veikimo būdui. Taigi, nors išorinis maitinimo šaltinis užtikrina mikrosekundžių impulsų plotį, Q-Switch sukuria trumpesnius nanosekundžių impulsus ir taip pat žymiai padidina didžiausią impulsų galią.
Šie trumpesni impulsai dar labiau sumažina karščio paveiktą zoną, taip pat užtikrina didesnį tikslumą ir pjovimo proceso kontrolę. Todėl daugelis FPD gamintojų pereina prie šios technologijos. Coherent DIAMOND Cx{0}}LQS+ yra vienas iš nedaugelio Q-Switch CO2 lazerių rinkoje.
Patikimumas leidžia sutaupyti išlaidų
Kita priežastis, dėl kurios koherentiniai lazeriai yra tokie populiarūs pjaustant ekrano elementus ir poliarizatorių, yra jų ilgas tarnavimo laikas, didelis patikimumas ir pasaulinė paslaugų infrastruktūra. Šiandien FPD gamintojai kasdien be pertraukų gamina daugybę produktų. Gamybos prastovos, skirtos taisyti arba pakeisti lazerius, gali turėti didžiulį poveikį derliui ir sąnaudoms. Koherentiniai lazeriai turi ilgą tarnavimo laiką, paprastai nuo 10,000 iki 20,000 valandų, o tai užtikrina, kad aukštos kokybės FPD būtų galima gaminti nuolat. Ir kai lazerį reikia pakeisti, „Coherent“ pasaulinė inventoriaus ir greitojo reagavimo tarnybos komanda gali užtikrinti, kad jį būtų galima pakeisti kuo greičiau.
