激光器在显示屏制造中的应用:柔性OLED屏异形切割及钻孔

移动设备显示屏是在大尺寸玻璃基板上制造的，并用CO2 激光器切割成独立的 "Cell单元"。每个Cell单元包含2至10个显示屏，更容易处理和运输。移动设备的最终组装是在不同的工厂完成的，通常在不同的国家/地区。

行业现状：切割并非易事

在完成手机或平板电脑组装工序之前，必须从Cell单元中切割出单个显示屏。此外，为摄像头或传感器钻孔，有时还需特定区域有选择性地去除某些膜层。

这些工艺称为异形切割及钻孔。它们要求极高，主要是以下几个原因。首先，这些工艺是在接近成品的显示屏上进行的。

其次，这些工艺需要以极高机械精度来完成。这对于避免在组装工序中出现问题很有必要。

这些切割工艺另一个真正的关键之处在于它们产生的“热影响区” （HAZ）。HAZ 是靠近切割边缘的区域，在这个区域内由切割工艺产生的热量可能会影响到显示屏电路结构，或产生气泡、裂纹和其他缺陷。

对典型手机显示屏来说，异形切割工艺允许的最大 HAZ 可能是 100 µm。对于可折叠显示屏，则可能是 50 µm。对于钻孔工艺，常常会低于 20 µm。

异形切割工艺必须足够快以满足移动设备制造商要求的极高吞吐率。

解决方案：超短脉冲激光器

超短脉冲激光器是柔性OLED屏异形切割的理想之选。

用于显示屏制造的超短脉冲（USP）激光器可以非常高的重复频率运行，并输出紫外光。之所以要用用于显示屏制造的超短脉冲激光器，是因为它产生的 HAZ 比任何其他类型激光器都要小。一般来说，HAZ 会随着脉冲宽度变短而变小。因此，飞秒 USP 激光器的 HAZ 可以达到 10 µm 以下，而皮秒 USP 激光器通常可以达到 30 µm 以下。

异形切割及钻孔都需要配合使用振镜。并且激光器必须沿着同一路径切割多次才能完全切下显示屏。这使得重复频率变得非常重要，它可直接体现为切割速度，重复频率较高的激光器可以实现更快的切割速度。

最后，基于以下几个原因，紫外输出也是其优势所在。每层材料不论其成分，都会得到一致的切割。

与更长波长的激光相比，紫外光还可以聚焦到更小的光斑尺寸（由于衍射），每次脉冲可以去除更多材料，加快了切割速度。此外，紫外光允许光学系统以更大的焦深工作，对工件高度或厚度的微小变化有更好的容差。

Coherent高意公司为柔性OLED屏异形切割及钻孔同时提供飞秒和皮秒两种USP激光技术，有助于制造商选择适合自身生产的方案。