CN107393874B - 去除柔性基板气泡的装置及方法 - Google Patents

去除柔性基板气泡的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种去除柔性基板气泡的装置，包括检测单元和修复单元，检测单元包括椭偏光入射端、椭偏光收集端、信号处理器，椭偏光收集端与信号处理器电连接；椭偏光入射端发出椭偏光线至柔性基板反射并被椭偏光收集端接收，信号处理器对椭偏光收集端所收集到的椭偏光线进行分析，并得到电信号，电信号与柔性基板的气泡相关；修复单元与检测单元电连接，修复单元包括镭射单元，修复单元接收电信号，并触发镭射单元发出镭射光束，以去除柔性基板的气泡。本发明的装置能够精确的检测出柔性基板中的气泡并进行快速去除，并且具有自动检测气泡并实施去除气泡的功能。

Description

去除柔性基板气泡的装置及方法
技术领域
本发明属于柔性显示屏的制造领域，尤其涉及一种去除柔性基板气泡的装置及方法
背景技术
在柔性显示屏的设计和制造中，柔性基板的制备工艺通常采用“涂布-固化”的方式，即聚酰亚胺的前驱液(如聚酰胺酸)经涂布机均匀地涂布在玻璃基板上，经真空挥发大部分溶剂后，再导入惰性气体高温炉中，发生亚胺固化得到聚酰亚胺的干膜。作为承载后续显示器件的柔性基底，聚酰亚胺干膜不但对平整度、耐热性、外粒子污染有严苛的要求，对薄膜中残留的气泡也有严苛的要求。这是因为后续柔性基板在成膜(主要是a-Si)工艺后，要经过准分子激光晶化的工艺，实际研发或生产中，因为准分子激光瞬时造成的温度较高，较常造成柔性基板中的气泡破裂，进而使得柔性基板上层沉积的各类无机膜破损；更重要的是在这一过程中，气泡破损处的聚酰亚胺容易在瞬时的高温下烧蚀，排出有机气体，对准分子激光的真空腔室造成污染同时污染准分子激光的光学镜组等部件。
现有技术对柔性显示屏的气泡通常采用微波检测、CCD图像传感器检测等，能较为精确的检测出柔性基板中的气泡，但是，对于气泡的快速去除还未有较好的方法，而且也没有文献公开能自动检测气泡并即时去除的技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种去除柔性基板气泡的装置，能精确检测气泡和快速去除气泡，并且具有自动检测气泡信息并实施去除气泡的功能。
为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：
第一方面，本发明提供了去除柔性基板气泡的装置，包括检测单元和修复单元。
检测单元包括椭偏光入射端、椭偏光收集端、信号处理器，所述椭偏光收集端与所述信号处理器电连接；所述椭偏光入射端发出椭偏光线至柔性基板，所述椭偏光线被所述柔性基板反射后，被所述椭偏光收集端接收，所述信号处理器对所述椭偏光收集端所收集到的所述椭偏光线进行分析，并得到电信号，所述电信号与所述柔性基板的气泡相关。
修复单元与所述检测单元电连接，所述修复单元包括镭射单元，所述修复单元接收所述电信号，并触发所述镭射单元发出镭射光束，以去除所述柔性基板的气泡。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述修复单元还包括触发单元，所述触发单元与所述信号处理器和所述镭射单元均为电连接关系，所述触发单元接收所述信号处理器所发送的所述电信号，触发所述镭射单元。
在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述椭偏光入射端与所述椭偏光收集端位于所述柔性基板有气泡平面一侧，所述椭偏光线在所述柔性基板上的入射角和反射角的范围在20°-70°之间。
在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述信号处理器对所述椭偏光收集端收集到的所述椭偏光线的入射/反射椭偏光的振幅比值(Tan-Psi)信号和/ 或相位差差(CosDelta)进行分析，得到所述柔性基板的所述电信号，根据所述电信号可以得到所述柔性基板的气泡信息。
结合第一方面及第一方面的第一种至第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述镭射单元发出的所述镭射光束垂直入射至所述柔性基板。
第二方面，本发明还提供了一种去除柔性基板气泡的方法，包括以下步骤：
将柔性基板安装至预定位置；
开启检测单元对所述柔性基板进行检测，得到电信号，所述电信号与所述柔性基板的气泡相关；
所述检测单元将所述电信号传递至修复单元；
所述修复单元接收到所述电信号并触发所述镭射单元；
所述镭射单元发出所述镭射光束对所述柔性基板的气泡进行去除，得到去除气泡的柔性基板。
在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述检测单元在所述柔性基板上以预定的速率移动，扫描柔性基板。
在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述修复单元的触发单元接收所述检测单元的所述电信号，触发镭射单元发射镭射光束去除气泡。
在第二方面的第三种可能的实现方式中，将所述椭偏光入射端与所述椭偏光收集端设于所述柔性基板有气泡平面一侧，调整所述椭偏光线在所述柔性基板上的入射角和反射角的范围为20°-70°。
在第二方面的第四种可能的实现方式中，通过所述信号处理器对所述椭偏光收集端收集到的所述椭偏光线的入射/反射椭偏光的振幅比值(Tan-Psi)信号和/或相位差差(Cos Delta)进行分析，得到所述柔性基板的所述电信号，根据所述电信号可以得到所述柔性基板的气泡信息。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种去除柔性基板气泡的装置，包括检测单元，所述检测单元包括椭偏光入射端、椭偏光收集端、信号处理器，所述椭偏光收集端与所述信号处理器电连接；所述椭偏光入射端发出椭偏光线至柔性基板，所述椭偏光线被所述柔性基板反射后，被所述椭偏光收集端接收，所述信号处理器对所述椭偏光收集端所收集到的所述椭偏光线进行分析，并得到电信号，所述电信号与所述柔性基板的气泡相关；及修复单元，与所述检测单元电连接，所述修复单元包括镭射单元，所述修复单元接收所述电信号，并触发所述镭射单元发出镭射光束，以去所述柔性基板的除气泡。本发明的装置能够精确的检测出柔性基板中的气泡并进行快速去除，并且具有自动检测气泡并实施去除气泡的功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是柔性基板立体结构示意图；
图2是柔性基板的侧截面结构示意图；
图3是未去除气泡的柔性基板涂覆无机层的结构示意图；
图4是利用准分子激光对未去除气泡的柔性基板涂覆无机层进行结晶的示意图；
图5是本发明第一实施方式的装置结构示意图；
图6是椭偏光入射角与反射角示意图；
图7是去除气泡的柔性基板的结构示意图；
图8是去除气泡的柔性基板涂覆无机层的结构示意图；
图9是入射/反射椭偏光的振幅比值Tan-Psi示意图；
图10是入射/反射椭偏光的相位差差Cos Delta示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图4，柔性基板包括玻璃基板100、柔性基板层101，在柔性基板的制造工艺中，一般将柔性基板层101分多个区域分别进行涂布，C/D为涂布方向，A-A’和B-B’分别为涂布机的涂布头(Nozzle)的起刀和收刀的位置，在A-A’和B-B’这两个位置上较常出现直径500μm以上的气泡。在制造柔性显示屏时，通常的工艺是在上述柔性基板的基础上，沉积主动阵列结构中其他无机薄膜103(如SiO2、SiNx、Si等)，利用准分子激光200对a-Si进行结晶，结晶过程中上述气泡102在激光束的辐照下会发生破裂(104所示)，造成上层无机膜103的破埙，同时气泡破裂处的柔性基板层也会发生烧蚀，溢出有机气体，污染真空腔室以及显示器件本身。
一般的，光学薄膜的检测常用到椭圆偏振仪，椭圆偏振仪可以与检测物体不接触，能精确的检测光学薄膜厚度、光学常数以及材料微结构，本发明也正是利用了这一原理实现去除气泡的目的。
请参阅图5至图6、图9至图10，本发明第一较佳实施方式提供一种去除所述柔性基板气泡102的装置，包括检测单元和修复单元。检测单元包括椭偏光入射端201、椭偏光收集端202、信号处理器203，椭偏光收集端202与信号处理器203电连接；椭偏光入射端201发出椭偏光线至所述柔性基板，椭偏光线被所述柔性基板反射后，被椭偏光收集端202接收，信号处理器203对椭偏光收集端202所收集到的椭偏光线进行分析，并得到电信号，电信号与所述柔性基板的气泡相关；修复单元与检测单元电连接，修复单元包括镭射单元205，修复单元接收电信号，并触发镭射单元205发出镭射光束，以去除所述柔性基板的气泡。
检测单元与修复单元电连接，检测单元的信号处理器203分析椭偏光收集端202收集到的椭偏光线的入射/反射椭偏光的振幅比值(Tan-Psi)信号和/或相位差差(CosDelta)，得到电信号，电信号中包含所述柔性基板的气泡信息，将包含气泡信息的电信号反馈到修复单元，修复单元接收到包含气泡信息的电信号，触发镭射单元发出镭射光束，镭射光束作用于气泡，使气泡破裂，从而去除气泡102，实现检测与去除气泡102的工作连续进行，加快去除气泡102的速度。
一种实施方式中，修复单元还包括触发单元204，触发单元204与信号处理器203和镭射单元205均为电连接关系，触发单元204接收信号处理器203所发送的电信号，触发镭射单元205。触发单元是触发镭射单元工作的开关，当信号处理器203反馈的电信号显示所述柔性基板上的气泡信息时，触发单元启动触发动作，镭射单元接收到触发指令，发射镭射光束去除气泡。通过设置触发单元204，使信号处理器203传送的电信号能得到即时的利用。
一种实施方式中，椭偏光入射端201与椭偏光收集端202位于所述柔性基板有气泡平面一侧，椭偏光线在所述柔性基板上的入射角和反射角的范围在 20°-70°之间。椭偏光线在所述柔性基板上的入射角和反射角不宜过大或过小，使得椭偏光入射端和椭偏光收集端不好布置，经过多次的重复试验，入射角和反射角的范围在20°-70°之间是实现本发明目的的较优选择，并且经过筛选，当入射角和反射角为30°、45°、60°时，信号处理器203分析椭偏光线的效率最高。
一种实施方式中，信号处理器203对椭偏光收集端202收集到的椭偏光线的入射/反射椭偏光的振幅比值(Tan-Psi)信号和/或相位差差(Cos Delta)进行分析，得到所述柔性基板的电信号，根据电信号可以得到所述柔性基板的气泡信息。信号处理器203可以对多种信号进行分析，在本实施方式中，输入信号处理器203的信号为入射/反射椭偏光的振幅比值(Tan-Psi)信号和/或相位差差 (Cos Delta)，这两种信号在薄膜表面质量检测领域使用较为频繁，可以通过对比振幅比值(Tan-Psi)信号和/或相位差差(Cos Delta)的变化获知薄膜表面质量，具体到本实施方式中，请参考图9，是信号处理器203分析椭偏光线在三种不同的薄膜表面(无机层SiO2、聚酰亚胺PI、含有气泡的聚酰亚胺PI/Bubble) 反射得到的入射/反射椭偏光的振幅比值(Tan-Psi)，图中纵坐标是振幅比值 (Tan-Psi)、横坐标是波长(Wavelength)，通过改变波长得到不同的振幅比值，随着波长的增加，一般的规律是振幅比值变化较为线性，但是，当检测到含有气泡的聚酰亚胺PI/Bubble时，振幅比值的变化随机性大，与正常的无气泡的无机层SiO2、聚酰亚胺PI的振幅变化相去甚远，通过此特性可以得到所述柔性基板的气泡信息。请参考图10，其原理与采用振幅比值(Tan-Psi)进行分析的原理类似，在有气泡的聚酰亚胺PI/Bubble上检测时，相位差差(Cos Delta)的变化也呈现随机性，没有规律，通过这个特性也可以得到所述柔性基板的气泡信息。
一种实施方式中，镭射单元205发出的镭射光束垂直入射至所述柔性基板。请参考图4，镭射光线垂直入射至所述柔性基板，在所述柔性基板的气泡区域 A-A’作用于气泡，气泡破裂(图4中标号104所指向的位置)，垂直入射的目的是尽量减少镭射光束对无气泡区域的损伤，并能去除在所述柔性基板深处的气泡。
本发明的第二实施方式提供了一种去除所述柔性基板气泡102的方法，包括以下步骤：将所述柔性基板安装至预定位置；开启检测单元对所述柔性基板进行检测，得到电信号，电信号与所述柔性基板的气泡相关；检测单元将电信号传递至修复单元；修复单元接收到电信号并触发镭射单元205；镭射单元205 发出镭射光束对所述柔性基板的气泡102进行去除，得到去除气泡102的所述柔性基板。
一种实施方式中，检测单元在所述柔性基板上以预定的速率移动，扫描所述柔性基板。让所述柔性基板与检测单元以稳定的速率移动，使信号处理器203 得到的所述柔性基板的电信号是连续的，可以进一步加快检测单元的检测到气泡的速度，提高生产效率，同时，检测单元的电信号为连续的，修复单元接收到连续的电信号，实现信号的连续传输，为后续去除气泡做好了准备。
一种实施方式中，修复单元的触发单元204接收检测单元的电信号，触发镭射单元105发射镭射光束去除气泡。触发单元204接收到连续电信号，并在遇到有气泡的位置触发镭射单元105发射镭射光束，实现检测和去除气泡自动化进行。
一种实施方式中，将椭偏光入射端与椭偏光收集端设于所述柔性基板有气泡平面一侧，调整椭偏光线在所述柔性基板上的入射角和反射角的范围为20° -70°。
一种实施方式中，通过信号处理器对椭偏光收集端收集到的椭偏光线的入射/反射椭偏光的振幅比值(Tan-Psi)信号和/或相位差差(Cos Delta)进行分析，得到所述柔性基板的电信号，根据电信号可以得到所述柔性基板的气泡信息。
请参考图7至图8，图7是气泡102去除后的柔性基板，直径≥500μm的气泡被检测-去除完毕，镭射光束照射处气泡102破裂形成相应凹陷105。图8为修复气泡102后沉积无机层103的柔性基板，气泡102被完全消除，后续利用准分子激光200对a-Si进行结晶不会发生无机层103破损，烧蚀柔性基板层101 的缺陷。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施方式的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种去除柔性基板气泡的装置，其特征在于，包括：
检测单元，包括椭偏光入射端、椭偏光收集端、信号处理器，所述椭偏光收集端与所述信号处理器电连接；所述椭偏光入射端发出椭偏光线至柔性基板，所述椭偏光线被所述柔性基板反射后，被所述椭偏光收集端接收，所述信号处理器对所述椭偏光收集端所收集到的所述椭偏光线进行分析，并得到电信号，所述电信号与所述柔性基板的气泡相关；及
修复单元，与所述检测单元电连接，所述修复单元包括镭射单元，所述修复单元接收所述电信号，并触发所述镭射单元发出镭射光束，以去除所述柔性基板的气泡。
2.如权利要求1所述的去除柔性基板气泡的装置，其特征在于，所述修复单元还包括触发单元，所述触发单元与所述信号处理器和所述镭射单元均为电连接关系，所述触发单元接收所述信号处理器所发送的所述电信号，触发所述镭射单元。
3.如权利要求1所述的去除柔性基板气泡的装置，其特征在于，所述椭偏光入射端与所述椭偏光收集端位于所述柔性基板有气泡平面一侧，所述椭偏光线在所述柔性基板上的入射角和反射角的范围在20°-70°之间。
4.如权利要求1所述的去除柔性基板气泡的装置，其特征在于，所述信号处理器对所述椭偏光收集端收集到的所述椭偏光线的入射/反射椭偏光的振幅比值(Tan-Psi)信号和/或相位差差(Cos Delta)进行分析，得到所述柔性基板的所述电信号，根据所述电信号可以得到所述柔性基板的气泡信息。
5.如权利要求1至4任一所述的去除柔性基板气泡的装置，其特征在于，所述镭射单元发出的所述镭射光束垂直入射至所述柔性基板。
6.一种去除柔性基板气泡的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将柔性基板安装至预定位置；
开启检测单元对所述柔性基板进行检测，得到电信号，所述电信号与所述柔性基板的气泡相关，椭偏光入射端发出椭偏光线至所述柔性基板，所述椭偏光线被所述柔性基板反射后，被椭偏光收集端接收，通过信号处理器对所述椭偏光收集端收集到的所述椭偏光线的入射/反射椭偏光的振幅比值(Tan-Psi)信号和/或相位差差(Cos Delta)进行分析，得到所述柔性基板的所述电信号，根据所述电信号可以得到所述柔性基板的气泡信息；
所述检测单元将所述电信号传递至修复单元；
所述修复单元接收到所述电信号并触发镭射单元；
所述镭射单元发出镭射光束对所述柔性基板的气泡进行去除，得到去除气泡的柔性基板。
7.如权利要求6所述的去除柔性基板气泡的方法，其特征在于，所述检测单元在所述柔性基板上以预定的速率移动，扫描柔性基板。
8.如权利要求6所述的去除柔性基板气泡的方法，其特征在于，所述修复单元的触发单元接收所述检测单元的所述电信号，触发镭射单元发射镭射光束去除气泡。
9.如权利要求6所述的去除柔性基板气泡的方法，其特征在于，将所述椭偏光入射端与所述椭偏光收集端设于所述柔性基板有气泡平面一侧，调整所述椭偏光线在所述柔性基板上的入射角和反射角的范围为20°-70°。
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