Τα λέιζερ CO2 μπορούν να κόψουν "κυψέλες" οθόνης και πολωτές στις ταχύτητες και την ποιότητα των άκρων που απαιτούνται για οικονομικά αποδοτική παραγωγή μεγάλου όγκου.
Οι μεγαλύτεροι κατασκευαστές οθονών στον κόσμο παράγουν περισσότερες από 1 εκατομμύριο οθόνες την ημέρα. Αυτός ο τεράστιος όγκος απαιτεί μια διαδικασία παραγωγής εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας.
Στα αρχικά στάδια της παραγωγής, αυτή η ικανότητα ταχείας παραγωγής είναι σχετικά εύκολο να επιτευχθεί. Ο λόγος για αυτό είναι ότι τα πρώτα βήματα στον κύκλο παραγωγής FPD εκτελούνται σε ένα μητρικό γυάλινο υπόστρωμα που περιέχει περισσότερες από 100 οθόνες. Αυτό επιτρέπει σε βήματα όπως το ELA και το LLO να επεξεργάζονται όλες τις οθόνες στο μητρικό γυαλί ταυτόχρονα σε μία μόνο λειτουργία.
Ωστόσο, η κατάσταση αλλάζει όταν ο μεγάλος πίνακας χωρίζεται σε "κελιά". Αυτό σημαίνει ότι κόβεται σε μεμονωμένες οθόνες, και μερικές φορές σε πολλές οθόνες. Από τη φύση της, αυτή η λειτουργία κοπής κυψέλης δεν μπορεί να εκτελεστεί ταυτόχρονα σε ολόκληρο τον πίνακα. Είναι μια σειρά επεμβάσεων.
Φυσικά, οι κατασκευαστές δεν θέλουν η κοπή κυττάρων να γίνει εμπόδιο στην παραγωγή. Η διαδικασία πρέπει να συγχρονιστεί με την υπόλοιπη διαδικασία παραγωγής.
Εξαιρετικά απαλή κοπή
Λεπτές, εύκαμπτες οθόνες οργανικής διόδου εκπομπής φωτός (OLED) μπορούν εύκολα να κοπούν χρησιμοποιώντας μια ποικιλία διαφορετικών μεθόδων, τουλάχιστον θεωρητικά. Ωστόσο, η συγκεκριμένη εφαρμογή παρουσιάζει μερικά μοναδικά προβλήματα.
Πρώτον, κάθε οθόνη χωρίζεται από τον γείτονά της στον πίνακα κατά λίγα μόνο χιλιοστά. Δεύτερον, η οθόνη είναι κατασκευασμένη από μια στοίβα ετερογενών υλικών, καθένα από τα οποία μπορεί να έχει διαφορετικά χαρακτηριστικά κοπής. Τέλος, η οθόνη είναι μια αρκετά εύθραυστη ηλεκτρονική συσκευή. Η θερμότητα ή άλλοι παράγοντες που προκαλούν τον πλήρη φυσικό διαχωρισμό των στρωμάτων μπορεί να καταστρέψουν την οθόνη.
Τα λέιζερ CO2 είναι κατάλληλα για τη βελτιστοποίηση των εργασιών κοπής εντός όλων αυτών των περιορισμών. Αυτά τα λέιζερ παράγουν υπέρυθρο φως υψηλής ισχύος που απορροφάται καλά από τα διάφορα υλικά στη στοίβα OLED, επιτρέποντας σε κάθε στρώμα να κοπεί αποτελεσματικά. Επιπλέον, το κόψιμο δεν παράγει υπολείμματα, επομένως δεν επηρεάζει την εμφάνιση ή τη λειτουργία της οθόνης και δεν χρειάζονται πρόσθετα βήματα παραγωγής για την αφαίρεση των υπολειμμάτων.
Για κοπή κυψέλης οθόνης και πολωτή, χρησιμοποιείται συνήθως ένα σύστημα σάρωσης υψηλής ταχύτητας ακριβείας για την παροχή εστιασμένης δέσμης CO2. Αυτό παρέχει την απαιτούμενη απόδοση, δημιουργώντας ευθείες τομές με στενά πλάτη κορυφών.
Η κοπή Κυψέλης περιλαμβάνει πολλαπλά επίπεδα προβλημάτων
Ωστόσο, η υψηλή ισχύς λέιζερ, ενώ επιτρέπει τη γρήγορη κοπή, έχει ένα μειονέκτημα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η υπέρυθρη κοπή με λέιζερ CO2 χρησιμοποιεί θερμικό μηχανισμό. Δηλαδή, θερμαίνει το υλικό μέχρι να εξατμιστεί. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κοπής, εισέρχεται τόση θερμότητα στο τμήμα που εμφανίζεται μια μεγάλη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα, η οποία μπορεί να βλάψει το κύκλωμα της οθόνης.
Επιπλέον, τόσο το κάτω όσο και το επάνω στρώμα των εύκαμπτων οθονών OLED είναι κατασκευασμένα από πολυμερή υλικά. Κατά την κοπή, το πλαστικό θερμαίνεται και ένα μέρος του υλικού λιώνει αλλά δεν εξατμίζεται. Το λιωμένο υλικό ρέει και επαναστερεοποιείται σε «σφαιρίδιο», το οποίο έχει ως αποτέλεσμα ελαφρώς παχιές άκρες.
Αυτά τα παχιά άκρα μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα στα επόμενα βήματα παραγωγής, ειδικά όταν προστίθεται ένας πολωτής ενίσχυσης της αντίθεσης στο επάνω μέρος της οθόνης OLED. Αυτός ο πολωτής κόβεται επίσης με λέιζερ CO2 και πάσχει από το ίδιο πρόβλημα πάχυνσης της άκρης.
Όταν τα δύο μέρη είναι πλαστικοποιημένα μαζί, το παχύτερο άκρο μπορεί να προκαλέσει φυσαλίδες ή κενά μεταξύ των στρωμάτων, κάτι που είναι σοβαρό ελάττωμα.
Τα διαμορφωμένα λέιζερ CO2 κάνουν την κοπή πολύ καλύτερη
Για να αποφύγετε τις παχιές άκρες κατά την κοπή, η Coherent έχει αναπτύξει ένα διαμορφωμένο λέιζερ CO2. Αυτό το λέιζερ ανάβει και σβήνει τη δέσμη πολύ γρήγορα. Ενώ εξακολουθεί να βασίζεται σε αρκετή θερμότητα για την εξάτμιση του υλικού, το λέιζερ δεν είναι ενεργοποιημένο για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, επομένως η θερμότητα δεν διοχετεύεται μακριά στο υπόστρωμα για να λιώσει το υλικό εκεί, αλλά ούτε η θερμότητα εξαλείφεται εντελώς.
Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τρόποι για να διαμορφώσετε ένα λέιζερ CO2. Το ένα είναι να χρησιμοποιήσετε ένα λέιζερ που παράγει συνεχή έξοδο και στη συνέχεια να το κόψετε σε παλμούς με έναν εξωτερικό διαμορφωτή φωτός. Αυτή είναι η προσέγγιση που ακολουθεί το λέιζερ DIAMOND Cx10LDE+ της Coherent, το οποίο χρησιμοποιείται πλέον ευρέως στη βιομηχανία FPD για την κοπή κυψελών οθόνης και πολωτών.
Ένας λόγος που το CX10-LDE+ χρησιμοποιείται τόσο ευρέως είναι ότι ο διαμορφωτής είναι ενσωματωμένος απευθείας στο λέιζερ. Αυτό μας επιτρέπει να ενσωματώσουμε πλήρως τα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου λέιζερ και δεδομένων για να βελτιστοποιήσουμε τη συνολική απόδοση του συστήματος. Αυτό είναι κρίσιμο για την επίτευξη της απαιτούμενης ακρίβειας ελέγχου παλμών και σταθερότητας ισχύος για την επίτευξη της συνέπειας και της επαναληψιμότητας της διαδικασίας που απαιτούν οι κατασκευαστές FPD.
Ο δεύτερος τρόπος για να διαμορφώσετε ένα λέιζερ CO2 είναι να χρησιμοποιήσετε έναν διακόπτη Q. Σε αυτή την προσέγγιση, ένας διαμορφωτής τοποθετείται μέσα στον συντονιστή λέιζερ και το λέιζερ λειτουργεί σε παλμική (και όχι συνεχή) λειτουργία. Αυτό έχει σημαντικό αντίκτυπο στον τρόπο λειτουργίας του λέιζερ. Έτσι, ενώ ένα εξωτερικό τροφοδοτικό παρέχει πλάτη παλμών μικροδευτερόλεπτων, το Q-Switch παράγει μικρότερα πλάτη παλμών νανοδευτερόλεπτου και επίσης αυξάνει σημαντικά την ισχύ αιχμής παλμού.
Αυτοί οι μικρότεροι παλμοί μειώνουν περαιτέρω τη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και επίσης παρέχουν μεγαλύτερη ακρίβεια και έλεγχο στη διαδικασία κοπής. Ως αποτέλεσμα, πολλοί κατασκευαστές FPD μετακινούνται σε αυτήν την τεχνολογία. Το DIAMOND Cx-10LQS+ της Coherent είναι ένα από τα λίγα λέιζερ CO2 Q-Switch στην αγορά.
Η αξιοπιστία φέρνει εξοικονόμηση κόστους
Ένας άλλος λόγος που τα συνεκτικά λέιζερ είναι τόσο δημοφιλή για κοπή κυψελών οθόνης και πολωτή είναι η μεγάλη διάρκεια ζωής, η υψηλή αξιοπιστία και η παγκόσμια υποδομή εξυπηρέτησης. Σήμερα, οι κατασκευαστές FPD παράγουν έναν τεράστιο αριθμό προϊόντων καθημερινά χωρίς διακοπή. Ο χρόνος διακοπής παραγωγής για την επισκευή ή την αντικατάσταση λέιζερ μπορεί να έχει τεράστιο αντίκτυπο στην απόδοση και το κόστος. Τα συνεκτικά λέιζερ έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής, συνήθως μεταξύ 10,000 και 20,000 ωρών, γεγονός που διασφαλίζει τη συνεχή παραγωγή FPD υψηλής ποιότητας. Και όταν το λέιζερ πρέπει να αντικατασταθεί, η παγκόσμια ομάδα υπηρεσιών απογραφής και ταχείας απόκρισης της Coherent μπορεί να διασφαλίσει ότι μπορεί να αντικατασταθεί το συντομότερο δυνατό.
