CO2 lazerler, maliyet etkin yüksek hacimli üretim için gereken hızlarda ve kenar kalitesinde ekran "hücrelerini" ve polarizatörleri kesebilir.
Dünyanın en büyük ekran üreticileri günde 1 milyondan fazla ekran üretiyor. Bu muazzam hacim son derece yüksek hızlı bir üretim süreci gerektiriyor.
Üretimin erken aşamalarında, bu hızlı üretim kapasitesine ulaşmak nispeten kolaydır. Bunun nedeni, FPD üretim döngüsündeki ilk adımların 100'den fazla ekran içeren bir ana cam alt tabakasında gerçekleştirilmesidir. Bu, ELA ve LLO gibi adımların ana camdaki tüm ekranları tek bir işlemde aynı anda işlemesine olanak tanır.
Ancak büyük panel "hücrelere" bölündüğünde durum değişir. Bu, ayrı ekranlara ve bazen de birkaç ekrana kesilmesi anlamına gelir. Doğası gereği, bu hücre kesme işlemi tüm panelde aynı anda gerçekleştirilemez. Bir dizi işlemdir.
Elbette, üreticiler hücre kesiminin bir üretim darboğazı olmasını istemezler. İşlem yine de üretim sürecinin geri kalanıyla senkronize edilmelidir.
Süper nazik kesim
İnce, esnek organik ışık yayan diyot (OLED) ekranlar, en azından teoride, çeşitli farklı yöntemler kullanılarak kolayca kesilebilir. Ancak, bu özel uygulama bazı benzersiz sorunlar sunar.
Öncelikle, her ekran paneldeki komşusundan yalnızca birkaç milimetre ile ayrılır. İkinci olarak, ekran, her biri farklı kesme özelliklerine sahip olabilen heterojen malzemelerin bir yığınından yapılmıştır. Son olarak, ekran oldukça kırılgan bir elektronik cihazdır. Katmanların fiziksel olarak tamamen ayrılmasına neden olan ısı veya diğer faktörler ekrana zarar verebilir.
CO2 lazerler, tüm bu kısıtlamalar dahilinde kesme işlemlerini optimize etmek için oldukça uygundur. Bu lazerler, OLED yığınındaki çeşitli malzemeler tarafından iyi emilen yüksek güçlü kızılötesi ışık üretir ve her katmanın verimli bir şekilde kesilmesine olanak tanır. Ayrıca, kesme işlemi herhangi bir döküntü üretmez, bu nedenle ekranın görünümünü veya işlevini etkilemez ve döküntüyü gidermek için ek üretim adımlarına gerek yoktur.
Görüntüleme hücresi ve polarize edici kesim için, odaklanmış bir CO2 ışını iletmek için genellikle yüksek hızlı, hassas bir tarama sistemi kullanılır. Bu, dar kerf genişliklerine sahip düz kesimler üreterek gerekli verimi sağlar.
HÜCRE kesimi birden fazla düzeyde sorun içerir
Ancak, yüksek lazer gücü, hızlı kesime olanak tanırken, bir dezavantaja sahiptir. Bunun nedeni, CO2 lazer kızılötesi kesiminin termal bir mekanizma kullanmasıdır. Yani, malzemeyi buharlaşana kadar ısıtır. Kesim işlemi sırasında, parçaya o kadar fazla ısı girer ki, ekran devresine zarar verebilecek büyük bir ısıdan etkilenen bölge ortaya çıkar.
Ayrıca, esnek OLED ekranların hem alt hem de üst katmanları polimer malzemelerden yapılır. Kesme sırasında plastik ısıtılır ve malzemenin bir kısmı erir ancak buharlaşmaz. Erimiş malzeme akar ve bir "boncuğa" yeniden katılaşır, bu da hafif kalın kenarlarla sonuçlanır.
Bu kalın kenarlar, özellikle OLED ekranın üstüne kontrast arttırıcı bir polarizatör eklendiğinde, sonraki üretim adımlarında sorunlara yol açabilir. Bu polarizatör de bir CO2 lazerle kesilir ve aynı kenar kalınlaşma sorununa maruz kalır.
İki parça birbirine lamine edildiğinde, kalın kenar katmanlar arasında kabarcıklara veya boşluklara neden olabilir ki bu da ciddi bir kusurdur.
Modüle edilmiş CO2 lazerler kesimi çok daha iyi hale getirir
Kesim sırasında kalın kenarlardan kaçınmak için Coherent, modüle edilmiş bir CO2 lazeri geliştirdi. Bu lazer, ışını çok hızlı bir şekilde açıp kapatır. Malzemeyi buharlaştırmak için hala yeterli ısıya güvenirken, lazer çok uzun süre açık kalmaz, bu nedenle ısı, malzemeyi orada eritmek için alt tabakaya çok uzağa iletilmez, ancak ısı da tamamen ortadan kaldırılmaz.
Bir CO2 lazerini modüle etmenin iki farklı yolu vardır. Birincisi, sürekli bir çıktı üreten ve daha sonra bunu harici bir ışık modülatörüyle darbelere kesen bir lazer kullanmaktır. Bu, artık FPD endüstrisinde ekran hücrelerini ve polarizatörleri kesmek için yaygın olarak kullanılan Coherent'in DIAMOND Cx10LDE+ lazerinin benimsediği yaklaşımdır.
CX10-LDE+'nin bu kadar yaygın kullanılmasının bir nedeni, modülatörün doğrudan lazere yerleştirilmiş olmasıdır. Bu, genel sistem performansını optimize etmek için lazeri ve veri kontrol elektroniklerini tam olarak entegre etmemizi sağlar. Bu, FPD üreticilerinin ihtiyaç duyduğu işlem tutarlılığı ve tekrarlanabilirliğini elde etmek için gereken darbe kontrol doğruluğu ve güç kararlılığını elde etmek için kritik öneme sahiptir.
CO2 lazerini modüle etmenin ikinci yolu bir Q-Anahtarı kullanmaktır. Bu yaklaşımda, lazer rezonatörünün içine bir modülatör yerleştirilir ve lazer darbeli (sürekli değil) modda çalıştırılır. Bunun lazerin çalışma şekli üzerinde önemli bir etkisi vardır. Bu nedenle, harici bir güç kaynağı mikro saniye darbe genişlikleri sağlarken, Q-Anahtarı daha kısa nano saniye darbe genişlikleri üretir ve ayrıca tepe darbe gücünü önemli ölçüde artırır.
Bu daha kısa darbeler ısıdan etkilenen bölgeyi daha da azaltır ve ayrıca kesme işlemi üzerinde daha fazla hassasiyet ve kontrol sağlar. Sonuç olarak, birçok FPD üreticisi bu teknolojiye geçiyor. Coherent'in DIAMOND Cx-10LQS+, piyasadaki birkaç Q-Switch CO2 lazerinden biridir.
Güvenilirlik maliyet tasarrufu sağlar
Coherent lazerlerin ekran hücresi ve polarize kesim için bu kadar popüler olmasının bir diğer nedeni de uzun ömürleri, yüksek güvenilirlikleri ve küresel servis altyapılarıdır. Günümüzde, FPD üreticileri her gün kesintisiz olarak çok sayıda ürün üretmektedir. Lazerleri onarmak veya değiştirmek için üretimde durma süresi, verim ve maliyet üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir. Coherent lazerler, genellikle 10,000 ile 20,000 saat arasında değişen uzun bir ömre sahiptir ve bu da yüksek kaliteli FPD'lerin sürekli olarak üretilebilmesini sağlar. Ve lazerin değiştirilmesi gerektiğinde, Coherent'in küresel envanteri ve hızlı yanıt servis ekibi, mümkün olan en kısa sürede değiştirilmesini sağlayabilir.
