Tia laser CO2 có thể cắt "cell" màn hình và bộ phân cực ở tốc độ và chất lượng cạnh cần thiết cho sản xuất số lượng lớn với chi phí hiệu quả.
Các nhà sản xuất màn hình lớn nhất thế giới sản xuất hơn 1 triệu màn hình mỗi ngày. Khối lượng lớn này đòi hỏi một quy trình sản xuất tốc độ cực cao.
Trong giai đoạn đầu của quá trình sản xuất, khả năng sản xuất nhanh này tương đối dễ đạt được. Lý do là các bước đầu tiên trong chu trình sản xuất FPD được thực hiện trên một tấm nền kính mẹ chứa hơn 100 màn hình. Điều này cho phép các bước như ELA và LLO xử lý tất cả các màn hình trên kính mẹ cùng một lúc trong một thao tác duy nhất.
Tuy nhiên, tình hình thay đổi khi tấm lớn được chia thành "ô". Điều này có nghĩa là nó được cắt thành các màn hình riêng lẻ và đôi khi là nhiều màn hình. Theo bản chất, thao tác cắt ô này không thể được thực hiện đồng thời trên toàn bộ tấm. Đây là một loạt các thao tác.
Tất nhiên, các nhà sản xuất không muốn việc cắt tế bào trở thành nút thắt cổ chai trong sản xuất. Quy trình này vẫn phải được đồng bộ với phần còn lại của quy trình sản xuất.
Cắt siêu nhẹ nhàng
Màn hình diode phát sáng hữu cơ (OLED) mỏng, linh hoạt có thể dễ dàng cắt bằng nhiều phương pháp khác nhau, ít nhất là trên lý thuyết. Tuy nhiên, ứng dụng cụ thể này lại có một số vấn đề riêng.
Đầu tiên, mỗi màn hình được tách ra khỏi màn hình bên cạnh chỉ vài milimét. Thứ hai, màn hình được tạo thành từ một chồng vật liệu không đồng nhất, mỗi vật liệu có thể có đặc điểm cắt khác nhau. Cuối cùng, màn hình là một thiết bị điện tử khá dễ vỡ. Nhiệt hoặc các yếu tố khác khiến các lớp tách biệt hoàn toàn về mặt vật lý có thể làm hỏng màn hình.
Laser CO2 rất phù hợp để tối ưu hóa các hoạt động cắt trong tất cả các hạn chế này. Các laser này tạo ra ánh sáng hồng ngoại công suất cao được hấp thụ tốt bởi các vật liệu khác nhau trong ngăn xếp OLED, cho phép cắt từng lớp một cách hiệu quả. Ngoài ra, quá trình cắt không tạo ra bất kỳ mảnh vụn nào, do đó không ảnh hưởng đến hình thức hoặc chức năng của màn hình và không cần các bước sản xuất bổ sung để loại bỏ mảnh vụn.
Đối với việc cắt cell hiển thị và phân cực, hệ thống quét chính xác, tốc độ cao thường được sử dụng để cung cấp chùm tia CO2 tập trung. Điều này cung cấp thông lượng cần thiết, tạo ra các đường cắt thẳng với chiều rộng rãnh hẹp.
Việc cắt tế bào liên quan đến nhiều cấp độ vấn đề
Tuy nhiên, công suất laser cao, mặc dù cho phép cắt nhanh, nhưng lại có nhược điểm. Nguyên nhân là do cắt hồng ngoại bằng laser CO2 sử dụng cơ chế nhiệt. Nghĩa là, nó làm nóng vật liệu cho đến khi vật liệu bốc hơi. Trong quá trình cắt, có quá nhiều nhiệt đi vào chi tiết khiến xuất hiện vùng ảnh hưởng nhiệt lớn, có thể làm hỏng mạch hiển thị.
Ngoài ra, cả lớp dưới cùng và lớp trên cùng của màn hình OLED dẻo đều được làm bằng vật liệu polyme. Trong quá trình cắt, nhựa được nung nóng và một số vật liệu tan chảy nhưng không bốc hơi. Vật liệu nóng chảy chảy và đông đặc lại thành một "hạt", tạo ra các cạnh hơi dày.
Các cạnh dày này có thể gây ra vấn đề trong các bước sản xuất tiếp theo, đặc biệt là khi thêm một bộ phân cực tăng cường độ tương phản lên trên màn hình OLED. Bộ phân cực này cũng được cắt bằng tia laser CO2 và gặp phải vấn đề tương tự về độ dày cạnh.
Khi ghép hai phần lại với nhau, phần cạnh dày hơn có thể gây ra bong bóng hoặc khoảng trống giữa các lớp, đây là một khuyết điểm nghiêm trọng.
Laser CO2 điều chế làm cho việc cắt tốt hơn nhiều
Để tránh các cạnh dày khi cắt, Coherent đã phát triển một tia laser CO2 điều biến. Tia laser này bật và tắt chùm tia rất nhanh. Mặc dù vẫn dựa vào đủ nhiệt để làm bay hơi vật liệu, tia laser không hoạt động trong thời gian dài, do đó nhiệt không được dẫn xa vào chất nền để làm tan chảy vật liệu ở đó, nhưng nhiệt cũng không bị loại bỏ hoàn toàn.
Có hai cách khác nhau để điều chế tia laser CO2. Một là sử dụng tia laser tạo ra đầu ra liên tục rồi cắt thành các xung bằng bộ điều chế ánh sáng bên ngoài. Đây là cách tiếp cận được thực hiện bởi tia laser DIAMOND Cx10LDE+ của Coherent, hiện đang được sử dụng rộng rãi trong ngành FPD để cắt cell hiển thị và bộ phân cực.
Một lý do khiến CX10-LDE+ được sử dụng rộng rãi là vì bộ điều biến được tích hợp trực tiếp vào laser. Điều này cho phép chúng tôi tích hợp hoàn toàn laser và thiết bị điện tử điều khiển dữ liệu để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống tổng thể. Điều này rất quan trọng để đạt được độ chính xác điều khiển xung và độ ổn định công suất cần thiết để đạt được tính nhất quán và khả năng lặp lại của quy trình mà các nhà sản xuất FPD yêu cầu.
Cách thứ hai để điều chế tia laser CO2 là sử dụng Q-Switch. Trong phương pháp này, một bộ điều chế được đặt bên trong bộ cộng hưởng laser và tia laser được vận hành ở chế độ xung (thay vì liên tục). Điều này có tác động đáng kể đến cách tia laser hoạt động. Vì vậy, trong khi nguồn điện bên ngoài cung cấp độ rộng xung micro giây, Q-Switch tạo ra độ rộng xung nano giây ngắn hơn và cũng làm tăng đáng kể công suất xung cực đại.
Những xung ngắn hơn này làm giảm thêm vùng ảnh hưởng nhiệt và cũng cung cấp độ chính xác và khả năng kiểm soát tốt hơn đối với quá trình cắt. Do đó, nhiều nhà sản xuất FPD đang chuyển sang công nghệ này. DIAMOND Cx-10LQS+ của Coherent là một trong số ít laser CO2 Q-Switch trên thị trường.
Độ tin cậy mang lại tiết kiệm chi phí
Một lý do khác khiến laser Coherent rất phổ biến để cắt cell hiển thị và phân cực là tuổi thọ cao, độ tin cậy cao và cơ sở hạ tầng dịch vụ toàn cầu. Ngày nay, các nhà sản xuất FPD sản xuất một số lượng lớn sản phẩm mỗi ngày mà không bị gián đoạn. Thời gian ngừng sản xuất để sửa chữa hoặc thay thế laser có thể ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và chi phí. Laser Coherent có tuổi thọ cao, thường là từ 10,000 đến 20,000 giờ, đảm bảo rằng có thể sản xuất liên tục các FPD chất lượng cao. Và khi laser cần được thay thế, nhóm dịch vụ phản hồi nhanh và kho hàng toàn cầu của Coherent có thể đảm bảo rằng nó có thể được thay thế sớm nhất có thể.
