一种OLED显示面板亮点缺陷修正系统的制作方法

本发明属于激光设备领域，尤其涉及一种oled显示面板亮点缺陷修正系统。

背景技术：

在半导体显示领域内，基于激光技术的半导体显示面板自动修复装备也日益成为不可或缺的重要装备之一，其主要需求包括原有生产线的工艺提升，致废显示缺陷产品的修复“良化”以及新建高世代生产线的配套建设。在oled半导体显示面板制造领域，现有技术采用高斯激光束直接聚焦的方式对oled显示面板亮点缺陷进行修复，由于高斯光束在修复参数下的激光焦深一般小于10μm，对激光对焦的精确度和实时性有较高要求，必须与自动对焦系统配合使用，从而导致其对光束的聚焦要求严苛，整个修复系统的适应性差，修复效果不佳。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种结构简单，适应性强，修复效果好，且焦深可扩展至百微米至毫米量级的激光修复系统，其能极大的降低了光束在待修复oled显示面板表面聚焦对准的要求，亦放宽了样品加工表面平坦度的要求，能够准确、稳定地修复oled显示面板上的亮点缺陷。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种oled显示面板亮点缺陷修正系统，包括光束整形部、光束中继扫描部、光束投影部、照明部和成像部；

所述光束整形部用于将入射高斯光束整形为高斯-贝塞尔光束并输出，且其输出的光路上具有第一贝塞尔区；

所述光束中继扫描部设置于所述光束整形部的输出光路上，其用以将所述光束整形部输出的高斯-贝塞尔光束中继至远场，并使所述高斯-贝塞尔光束偏离光轴并进行光束扫描；

所述光束投影部设置于所述光束中继扫描部的输出光路上，其用以对所述高斯-贝塞尔光束灵活地进行缩束和聚焦以适配所需的加工参数；

待修复oled显示面板置于所述光束投影部之后的光束聚焦位置处，且所述光束投影部之后的光束聚焦点对准所述待修复oled显示面板的亮点缺陷区；

所述照明部设置于所述光束投影部内的光路上，其用于对所述待修复oled显示面板的表面进行同轴或离轴照明；

所述成像部设置于所述照明部的回射光路上，其用以对所述待修复oled显示面板的表面进行明场或暗场显微观察。

上述技术方案的有益效果在于：其中，通过光束整形部将入射高斯光束整形为高斯-贝塞尔光束，如此可使焦深延伸到百微米至毫米量级的很长范围，极大的降低了激光修复时光束在样品表面聚焦对准的严苛要求，如此使得整个系统的适应性更强，且操作更加方便，修复效率更高。

上述技术方案中所述光束整形部为锥镜相位的空间光调制器或底角范围为0.5-5°的正圆锥棱镜或负圆锥棱镜；所述入射高斯光束是脉冲宽度为10-100ns，重复频率为20-60khz的激光束；所述入射光束的1/e²直径为5-10mm。

上述技术方案的有益效果在于：其可将入射的高斯光束整形为高斯-贝塞尔光束。

上述技术方案中所述光束中继扫描部包括依次顺序设置于所述光束整形部输出光路上的第一透镜、光束扫描件和第二透镜，所述光束扫描件用以将输出光路转折90°并对整形光束进行扫描，所述第一透镜的前焦面设置于所述第一贝塞尔区，且所述第一透镜和第二透镜的光轴均与所述入射高斯光束的光轴重合，所述第一透镜和第二透镜共焦分布，且二者共焦位置处为所述第一贝塞尔区的空间频谱位置，所述第二透镜的后焦面的位置处为第二贝塞尔区。

上述技术方案的有益效果在于：如此通过第一透镜和第二透镜来将近场高斯-贝塞尔光束中继至远场，使得光束扫描件的部署更加容易。

上述技术方案中所述第一透镜和第二透镜为焦距相等的平凸正透镜或双凸正透镜。

上述技术方案的有益效果在于：其结构简单。

上述技术方案中所述光束扫描件的扫描头为快速反射镜或扫描振镜，且其旋转中心与所述入射高斯光束的光轴转折点以及所述第一贝塞尔区空间频谱位置三者重合。

上述技术方案的有益效果在于：其结构简单。

上述技术方案中所述光束投影部包括依次顺序设置于所述光束中继扫描部输出光路上的第三透镜和第四透镜，所述第三透镜和第四透镜均与所述第二透镜同心分布，所述第三透镜的前焦面位于第二贝塞尔区，所述第三透镜和第四透镜共焦设置，且其共焦位置设为第二贝塞尔区的空间频谱位置，所述第四透镜焦距小于第三透镜，所述第四透镜的后焦面设为第三贝塞尔区，所述待修复oled显示面板放置在所述第三贝塞尔区。

上述技术方案的有益效果在于：如此使得第四透镜输出光束聚焦于待修复oled显示面板表面对其上的亮点进行修复。

上述技术方案中所述第三透镜为平凸正透镜或双凸正透镜；所述第四透镜为平凸正透镜、双凸正透镜或激光加工物镜。

上述技术方案的有益效果在于：其结构简单。

上述技术方案中所述照明部包括照明光源、第一分束棱镜和第二分束棱镜；所述第一分束棱镜透射反射比为1：1，其设置于所述照明光源输出光路中；所述第二分束棱镜透射反射比为1：1，其设置于第一分束棱镜的反射光路中，且位于所述第三透镜、第四透镜的共焦位置处，所述成像部设置于所述第一分束棱镜反射光路的反向延长线上。

上述技术方案的有益效果在于：如此便于实时对待修复oled显示面板的表面进行观察。

上述技术方案中所述照明光源为同轴光源或离轴光源。

上述技术方案的有益效果在于：采用离轴照明可提高细节分辨能力，而同轴照明成像层次清晰，亮度均匀，均可提高待修复oled显示屏表面的辨识度。

上述技术方案中所述成像部包括依次顺序设置在所述第一分束棱镜反射光路反向延长线上的成像筒镜和成像传感器。

上述技术方案的有益效果在于：如此可借助成像部清晰的将所述待修复oled显示面板上的亮点缺陷进行放大并通过显示装置进行显示，以便于实时观察和瞄准。

附图说明

图1为本发明实施例所述的oled显示面板亮点缺陷修正系统的模块图；

图2为本发明实施例所述的oled显示面板亮点缺陷修正系统的光束未施加偏转的光路图；

图3为本发明实施例所述的oled显示面板亮点缺陷修正系统的光束施加偏转的光路图；

图4为高斯-贝塞尔光束与普通高斯光束聚焦于oled显示面板时的效果对比示意图；

图5为本发明实施例所述的oled显示面板亮点缺陷修正系统对待修复oled显示面板上亮点缺陷进行扫描修复的示意图。

图中：1光束整形部、2光束中继扫描部、21第一透镜、22光束扫描件、23第二透镜、3光束投影部、31第三透镜、32第四透镜、4照明部、41照明光源、42第一分束棱镜、43第二分束棱镜、5成像部、51成像筒镜、52成像传感器、6待修复oled显示面板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1和图5所示，本实施例提供了一种oled显示面板亮点缺陷修正系统，包括光束整形部1、光束中继扫描部2、光束投影部3、照明部4和成像部5；

所述光束整形部1用于将入射高斯光束整形为高斯-贝塞尔光束并输出，且其输出的光路上具有第一贝塞尔区；

所述光束中继扫描部2设置于所述光束整形部1的输出光路上，其用以将所述光束整形部1输出的高斯-贝塞尔光束中继至远场，并使所述高斯-贝塞尔光束偏离光轴并进行光束扫描；

所述光束投影部3设置于所述光束中继扫描部2的输出光路上，其用以对所述高斯-贝塞尔光束灵活地进行缩束和聚焦以适配所需的加工参数；

待修复oled显示面板6置于所述光束投影部3之后的光束聚焦位置处，且所述光束投影部3之后的光束聚焦点对准所述待修复oled显示面板6的亮点缺陷区；

所述照明部4设置于所述光束投影部3内的光路上，其用于对所述待修复oled显示面板6的表面进行同轴或离轴照明；

所述成像部5设置于所述照明部4的回射光路上，其用以对所述待修复oled显示面板6的表面进行明场或暗场显微观察，其中，通过光束整形部将入射高斯光束整形为高斯-贝塞尔光束，如此可使焦深延伸到百微米至毫米量级的很长范围，极大的降低了激光修复时光束在样品表面聚焦对准的严苛要求，如此使得整个系统的适应性更强，且操作更加方便，修复效率更高。

其中，上述技术方案中所述光束整形部1为锥镜相位的空间光调制器或底角范围为0.5-5°的正圆锥棱镜或负圆锥棱镜；所述入射高斯光束是脉冲宽度为10-100ns，重复频率为20-60khz的激光束；所述入射光束的1/e²直径为5-10mm，如此可将入射的高斯光束整形为高斯-贝塞尔光束。

如图2和图3所示，上述技术方案中所述光束中继扫描部2包括依次顺序设置于所述光束整形部1输出光路上的第一透镜21、光束扫描件22和第二透镜23，所述光束扫描件22用以将输出光路转折90°并对整形光束进行扫描，所述第一透镜21的前焦面设置于所述第一贝塞尔区，且所述第一透镜21和第二透镜23的光轴均与所述入射高斯光束的光轴重合，所述第一透镜21和第二透镜23共焦分布，且二者共焦位置处为所述第一贝塞尔区的空间频谱位置，所述第二透镜23的后焦面的位置处为第二贝塞尔区，如此通过第一透镜和第二透镜来将近场高斯-贝塞尔光束中继至远场，使得光束扫描件的部署更加容易。

上述技术方案中所述第一透镜21和第二透镜23为焦距相等的平凸正透镜或双凸正透镜。

上述技术方案中所述光束扫描件22的扫描头为快速反射镜或扫描振镜，且其旋转中心与所述入射高斯光束的光轴转折点以及所述第一贝塞尔区空间频谱位置三者重合。

上述技术方案中所述光束投影部3包括依次顺序设置于所述光束中继扫描部2输出光路上的第三透镜31和第四透镜32，所述第三透镜31和第四透镜32均与所述第二透镜23同心分布，所述第三透镜31的前焦面位于第二贝塞尔区，所述第三透镜31、第四透镜32共焦设置，且其共焦位置处为第二贝塞尔区的空间频谱位置，所述第四透镜32焦距小于第三透镜31，所述第四透镜32的后焦面为第三贝塞尔区，所述待修复oled显示面板6放置在所述第三贝塞尔区，如此使得第四透镜出路光束聚焦于待修复oled显示面板表面对其上的亮点进行修复。

上述技术方案中所述第三透镜31为平凸正透镜或双凸正透镜；所述第四透镜32为平凸正透镜、双凸正透镜或激光加工物镜。

上述技术方案中所述照明部4包括照明光源41、第一分束棱镜42和第二分束棱镜43；所述第一分束棱镜42透射反射比为1：1，其设置于所述照明光源41输出光路中；所述第二分束棱镜43透射反射比为1：1，其设置于第一分束棱镜42的反射光路中，且位于所述第三透镜31、第四透镜32的共焦位置处，所述成像部5设置于所述第一分束棱镜42反射光路的反向延长线上，如此便于适时对待修复oled显示面板的表面进行观察。

上述技术方案中所述照明光源41为同轴光源或离轴光源，采用离轴照明可提高聚焦深度，而同轴照明则成像清晰，亮度均匀，均能如此更能提高待修复oled显示屏表面的辨识度。

上述技术方案中所述成像部5包括依次顺序设置在所述第一分束棱镜42反射光路反向延长线上的成像筒镜51和成像传感器52，如此可借助成像部清晰的将所述待修复oled显示面板上的亮点缺陷进行放大并通过显示装置进行显示，以便于实时观察和瞄准。

其中，所述入射高斯光束为tem00基模高斯光束，可通过在傅里叶频谱面引入小孔光阑，提前对入射光束进行空间滤波，获得高质量的基模高斯光束。

优选的，所述光束投影部的关键参数相互间关系为：

θ1＝arcsin(naxisinα)–α(1)

θ2＝arctan(f3tanθ1/f4)；(2)

w4＝f3w3/f4(3)

d≈2.405/(ksinθ)(4)

dof≈w/tanθ(5)

其中：-θ1为投影部前的贝塞尔光束的半锥角；

-naxi为圆锥棱镜的材料折射率；

-α为圆锥棱镜的底角；

-θ2为光束投影部后的贝塞尔光束的半锥角；

-f3第三透镜的焦距，f4第四透镜的焦距，投影缩束系统的比值为f3/f4；

-w3为入射光束的环宽，w4为光束经过投影缩束系统后的环宽；

-d为贝塞尔光束的中心光斑半径值(第一零点位置)；

-k为光束的真空波矢量；

-dof为光束的焦深。

其中，进一步优选的，本实施例所述的oled显示面板亮点缺陷修正系统还可包括一个高精度的二维移动平台，所述待修复oled显示面板放置在所述二维移动平台上，并由所述二维移动平台带动其做二维移动以便于对亮点缺陷进行定位并实施扫描修复。

本实施例所述的oled显示面板亮点缺陷修正系统能够准确、稳定地修复待修复oled显示面板制造中因薄膜晶体管(tft)单元故障、老化(aging)工艺失效等导致的常亮点缺陷。

本发明的与现有技术相比的特点在于其通过光束整形部将普通的高斯光束整形为高斯-贝塞尔光束，(二者聚焦示意图可参阅图4)，利用高斯-赛贝尔焦深可扩展至百微米至毫米量级的特点，如此对其聚焦精度要求降低，从而使得其操作更加方便，修复效率更高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。