柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置的制作方法

1.本实用新型是关于印刷电子和平板型光电器件技术领域，特别是关于一种柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置。


背景技术：

2.以广泛应用的平板显示器为例，它一般由多层光学或光电器件贴合组成。这些器件的基材为玻璃或者pet等透明材料，其中部制作有功能区域，外围制作引线。中部功能区域可以是液晶显示像素、背光照明阵列、电容式或者电阻式的触控单元阵列等等。中部功能区域通过外围引线联接到外部供电以及后续处理电路。对引线的典型技术要求包括：良好的导通性、厚度薄、线宽窄以及抗老化和抗弯折等物理性能要求。
3.丝网印刷方法是外围引线制作的重要方法，常见的用于印刷导电材料为银浆。该方法具有成本低、效率高、工艺简单、可靠性高、环境友好等诸多优点。有时，由于生产工艺的差别和模块化设计等原因，中部功能区域和外围引线区域往往在不同的工序中先后完成，丝网印刷方法不容易损伤和污染中部功能区域，这也是其优点之一。
4.丝网印刷引线的精度受到丝网网眼尺寸、网线直径、浆料颗粒度和浆液粘度等因素的影响，通常很难实现40um以下的高密度窄线条的精确制作。对于大尺寸平板器件，该问题尤为严重。以大尺寸显示面板为例，其显示单元和触控单元的数量巨大，引线数目相比小尺寸面板大幅增加，在显示器外边框设计越来越窄的趋势下，引线的宽度还必须变窄，密度急剧增大。在平板显示技术不断成熟和消费升级的大背景下，大尺寸的面板在整体面板产品中的占比会逐渐升高。上述问题的解决，显然具有重要的商业价值。
5.为此，业内引入了激光刻蚀工艺作为补充，具体方案是丝网印刷粗线条，而高密度线条和细线条由激光刻蚀生成，其线宽和线距可小于20um。当前激光蚀刻的光场控制的主流手段是振镜。目前这种丝印+激光刻蚀的方法，在平板显示和太阳能电池等各个领域获得了广泛应用，但是对于大尺寸产品的引线制作，其仍然面临着高成本和效率有限的问题，详细分析如下：
6.大尺寸面板的加工通常需要大尺寸的运动平台，以86寸电视的面板为例，其引线加工的x和y方向运动范围约2300mm和1250mm，为了节省占地空间和便于产品加工过程中的固定，通常采用动龙门双侧驱动结构，如图1所示。
7.振镜加工头1安装在横梁轴2上，负责第一方向的移动，此为x轴；而横梁轴2则由第一方向上两侧的电机3同步驱动，负责第二方向的移动，此为y轴。产品固定在台面不运动。振镜加工头1的加工视场典型值约80*80mm，激光聚焦的焦点尺寸约3～30um。典型地，运动平台带动振镜加工头1按照步进方式运动，振镜加工头1的各次加工视场拼接，最终覆盖产品上的整个加工图形。
8.上述的引线制作设备，存在若干问题。
9.首先，运动平台采用常规布局，运动平台幅面必须覆盖产品的外形尺寸，因此这种高精度的大型平台的制作成本较高，装调和运输都比较困难，其中具有大面积、高平整度的
真空吸附载物台的也是高成本的重要因素。
10.其次，龙门双侧驱动的运动控制比较复杂，而且相关应用要求定位精度高(微米级甚至亚微米级)、运动速度快，此时运动控制和驱动系统都必须采用高端配置，成本较高。
11.最后，龙门横梁的跨度需在1米以上，制作难度大，成本高。龙门横梁通常采用花岗岩或者铸造铝合金等材料，其质量通常在百公斤量级，这严重影响运动平台的定位速度和精度。但为了保证结构稳固和外形精度，往往需要的横梁截面积较大，这导致了质量进一步增加。需要指出的是，整个加工过程中，运动平台做步进运动，其处于频繁的急剧加速和减速的状态，在y 轴方向(驱动龙门的方向)上，想要获得高速和高精度的步进运动，非常困难。如果采用碳纤维和镁铝合金等特殊材料和减重加工工艺制作，虽然可以减轻龙门质量，但成本必然大幅增加。
12.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

13.本实用新型的目的在于提供一种应用于大尺寸(86寸或以上)的柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置、加工方法以及柔性显示屏，该激光刻蚀装置仅通过一维移动机构以及小面积的真空吸附载物台即可实现大尺寸(86寸或以上)的柔性显示屏外围引线加工，其具有低成本、高精度、高可靠性和高效率的优点。
14.为实现上述目的，本实用新型的实施例提供了一种柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置，包括光学平台，一维移动机构，ccd相机组件以及激光振镜组件。
15.所述光学平台具有一水平工作台面，所述水平工作台面被划分为精密运动区域以及普通承载区域，所述水平工作台面上于所述精密运动区域内设置有真空吸附载物台，用于通过抽真空将柔性显示屏的待刻蚀区域紧紧吸附在其上表面。
16.所述一维移动机构配置于所述水平工作台面的精密运动区域内，且作用于所述ccd相机组件与所述激光振镜组件，为其提供可移动平台。
17.所述ccd相机组件配置于所述一维移动机构上且位于所述真空吸附载物台上方，所述ccd相机组件用于读取所属区域内柔性显示屏的定位标靶，并依据定位标靶识别柔性显示屏待刻蚀区域的偏移量和倾斜角度。
18.所述激光振镜组件配置于所述一维移动机构上且位于所述真空吸附载物台上方，所述激光振镜组件根据所述ccd相机组件识别的偏移量和倾斜角度调整自身位置，并沿所述一维移动机构移动作用于柔性显示屏的待刻蚀区，对其进行外围引线的激光刻蚀。
19.在本实用新型的一个或多个实施方式中，还包括吸尘机构，所述吸尘机构位于所述真空吸附载物台上方，且位于所述激光振镜组件下方，用于吸走刻蚀时银浆气化的粉尘。
20.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述真空吸附载物台的表面与所述普通承载区域的所述水平工作台面齐平设置。
21.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述真空吸附载物台的最大长度大于所述柔性显示屏的最大长度。
22.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述激光振镜组件包括激光器、光学振
镜和聚焦透镜，所述激光器发出的激光同轴平行入射所述光学振镜，所述光学振镜将入射的平行光反射到所述聚焦透镜上，所述聚焦透镜对其聚焦以实现激光刻蚀。
23.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述光学振镜的视场大于 50*50mm，足以覆盖引线区域宽度。
24.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述ccd相机组件包括两个 ccd相机，两个所述ccd相机均设置于所述一维移动机构上且可沿所述一维移动机构移动，两个所述ccd相机分别设置于所述激光振镜组件的两端。
25.本实用新型的实施例还提供了一种柔性显示屏外围引线加工方法，包括：采用丝网印刷银浆以形成柔性显示屏外围引线的整体区域轮廓；对柔性显示屏的第一侧待刻蚀区域进行定位并真空吸附固定，对柔性显示屏的该侧待刻蚀区域进行引线刻蚀；对柔性显示屏进行90度旋转并二次定位后真空吸附固定，对柔性显示屏旋转90度后的第二侧待刻蚀区域进行引线刻蚀，此次刻蚀的引线与前次刻蚀的引线一一对应连通；重复上一步骤，直至引线刻蚀完成。
26.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述对柔性显示屏的第一侧待刻蚀区域进行定位，包括：采用ccd相机读取柔性显示屏第一侧上的定位标靶，并依据定位标靶识别柔性显示屏第一侧上待刻蚀区域的偏移量和倾斜角度；采用激光振镜组件，控制其根据ccd相机识别的偏移量和倾斜角度调整自身位置，并作用于柔性显示屏的第一侧待刻蚀区，对待刻蚀区进行引线的激光刻蚀。
27.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述对柔性显示屏进行90度旋转并二次定位，包括：采用ccd相机读取柔性显示屏90度旋转后第二侧所需刻蚀的待刻蚀区域的定位标靶，并依据定位标靶识别柔性显示屏90度旋转后第二侧的待刻蚀区域的倾斜角度；采用ccd相机读取前次刻蚀的图形，根据读取的前次刻蚀的图形来计算并控制激光振镜组件的偏移量，以使此次刻蚀的引线与前次刻蚀的引线一一对应连通。
28.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述读取前次刻蚀的图形，包括：读取前次刻蚀的完整的引线图形，和/或，读取前次刻蚀的引线图形的末端待拼接部分。
29.本实用新型的实施例还提供了一种柔性显示屏，包括功能区以及引线区，所述引线区配置于所述功能区外围且与所述功能区一一对相应设置，所述引线区由上述的柔性显示屏外围引线加工方法加工而成。
30.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述引线区的区域宽度为 5～30mm，所述区域内引线的宽度为30～500um，所述区域内相邻引线间的间距为5～50um。
31.与现有技术相比，本实用新型实施方式的柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置，将二维移动运动平台简化为一维移动运动平台，配合小面积的真空吸附载物台，无需驱动笨重的龙门以驱动光学振镜运动，大幅提升了光学振镜的运动性能以及运动精度，加工效率大大增加，具有低成本、高精度、高可靠性和高效率的优点。
32.本实用新型实施方式的柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置，通过设置两个可移动的ccd相机，分别移动识别2个定位标靶或读取前次刻蚀的图形，减少运动时间，提升检测定位速度。
33.本实用新型实施方式的柔性显示屏外围引线的加工方法，是特别为针对本实用新型的柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置所设计的加工工艺，其通过对柔性显示屏进行外
围引线的单侧加工，并进行多次逐侧的拼接加工，能提高外围引线的加工精度，节约加工成本。
34.本实用新型实施方式的柔性显示屏外围引线的加工方法，为了实现继前次加工图形上准确拼接以加工后次图形，后次加工前，在ccd相机识别两个定位标靶的基础上，还需ccd相机识别前次加工的图形，双重识别定位，能大幅提升拼接精度，有效避免了误差累积。
35.本实用新型实施方式的柔性显示屏外围引线的加工方法，通过设置视场大于50*50mm的加工光学振镜，以覆盖整个引线区域的宽度；且本加工方法无需用满振镜视场的整个正方形区域，主要利用中部的部分区域即可，可使得振镜的畸变校正的难度大大降低，精度大幅提高。
36.本实用新型实施方式的柔性显示屏，其引线间的间距小，有利于显示器的窄边框设计；其次，引线本身的宽度大，有利于降低电阻，提升导电性。
附图说明
37.图1是现有技术中加工大尺寸柔性显示屏的动龙门双侧驱动结构示意图；
38.图2是本实用新型一实施方式的柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置的结构示意图；
39.图3是本实用新型一实施方式的柔性显示屏的结构示意图；
40.图4是图3中c处的放大细节图；
41.图5是图3中d处的放大细节图；
42.图6是本实用新型一实施方式的柔性显示屏外围引线的加工方法的流程图。
43.图7是本实用新型一实施方式的柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置中振镜视场畸变示意图(中间区域为本加工装置和加工方法所实际使用的视场区域)。
具体实施方式
44.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
45.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
46.如图2所示，本实用新型一实施方式提供了一种柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置，包括光学平台10，一维移动机构20，ccd相机组件以及激光振镜组件40。一维移动机构20架设于光学平台10上，ccd相机组件以及激光振镜组件40均设置于一维移动机构20上，且可在一维移动机构20的作用下相对光学平台10移动。
47.光学平台10具有一水平工作台面，水平工作台面沿其宽度方向被划分为精密运动区域11a以及普通承载区域11b。其中，普通承载区域11b的面积大于精密运动区域11a。
48.在一具体实施例中，精密运动区域11a的宽度为普通承载区域11b宽度的1/2或1/3。
49.水平工作台面上于精密运动区域11a内设置有真空吸附载物台12。真空吸附载物台12沿精密运动区域11a的长度方向延伸设置，且真空吸附载物台 12的上表面与普通承载
区域11b的上表面齐平设置。真空吸附载物台12用于通过抽真空将柔性显示屏的待刻蚀区域紧紧吸附在其上表面，柔性显示屏的其他部分则可放置于水平工作台面的普通承载区域11b。
50.在一具体实施例中，真空吸附载物台12的最大长度大于待刻蚀的柔性显示屏的最大长度。
51.在一具体实施例中，普通承载区域11b上可以设置有旋转台，旋转台表面开设有吸附孔，旋转台可由旋转电机控制，用于对位于其上的柔性显示屏进行旋转以对不同侧面的外围引线进行刻蚀。旋转过程中，真空吸附载物台 12释放对柔性显示屏的真空吸附，由旋转台吸附柔性显示屏并旋转，旋转到位后再由真空吸附载物台12进行重新吸附固定。其中，旋转台的上表面与真空吸附载物台12的上表面齐平设置。
52.在其他具体实施例中，柔性显示屏的旋转也可以采用人工手动旋转方式进行。
53.一维移动机构20配置于水平工作台面的精密运动区域11a内，且作用于 ccd相机组件与激光振镜组件40，为该两者提供可移动平台。一维移动机构 20可以包括沿精密运动区域11a长度方向设置的直线导轨21，设置于直线导轨21上的多个滑台22以及驱动滑台22沿直线导轨21移动的多个驱动电机 23。
54.ccd相机组件包括两个ccd相机，两个ccd相机分别配置于一维移动机构20位于直线导轨21两端的滑台22上，且位于真空吸附载物台12的上方，ccd相机组件用于读取所属区域内柔性显示屏的定位标靶53，并依据定位标靶53识别柔性显示屏待刻蚀区域的偏移量和倾斜角度。
55.激光振镜组件40配置于一维移动机构20位于直线导轨21中部的滑台22 上(两个ccd相机设置于激光振镜组件40的两侧)，且同样位于真空吸附载物台12的上方，激光振镜组件40根据ccd相机组件识别的偏移量和倾斜角度调整自身位置，并沿一维移动机构20移动作用于柔性显示屏的待刻蚀区域，对其进行外围引线的激光刻蚀。激光振镜组件40包括激光器、光学振镜和聚焦透镜，激光器发出的激光同轴平行入射光学振镜，光学振镜将入射的平行光反射到聚焦透镜上，聚焦透镜对其聚焦以实现激光刻蚀。其中，光学振镜的视场大于50*50mm，足以覆盖引线区域宽度。
56.在一具体实施例中，柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置还可以包括吸尘机构(图未示)，吸尘机构可设置于真空吸附载物台上方，且位于激光振镜组件40的下方，用于吸走刻蚀时银浆气化的粉尘。
57.上述各结构之间的配合以及偏移量和倾斜角度的测量计算均可由控制机构(自带控制软件或者连接外部控制程序)进行控制。在此不做过多阐述。
58.参考图3至图5所示，本实用新型提供了一种柔性显示屏，包括功能区 51以及引线区52，引线区52配置于功能区51的外围且与功能区51一一对相应设置。其中，引线区52的区域宽度为5～30mm，区域内引线的宽度为 30～500um，区域内相邻引线间的间距为5～50um。中部功能区51可以是液晶显示像素、背光照明阵列、电容式或者电阻式的触控单元阵列等等，中部功能区51可通过外围引线联接到外部供电以及后续处理电路。
59.参考图6所示，本实用新型的实施例还提供了一种柔性显示屏外围引线加工方法，包括：采用丝网印刷银浆以形成柔性显示屏外围引线的整体区域轮廓s1；对柔性显示屏的第一侧待刻蚀区域进行定位并真空吸附固定，对柔性显示屏的该侧待刻蚀区域进行引线刻
蚀s2；对柔性显示屏进行90度旋转并二次定位后真空吸附固定，对柔性显示屏旋转90度后的第二侧待刻蚀区域进行引线刻蚀s3，此次刻蚀的引线与前次刻蚀的引线一一对应连通；重复上一步骤，直至引线刻蚀完成s4。
60.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述对柔性显示屏的第一侧待刻蚀区域进行定位，包括：采用ccd相机读取柔性显示屏第一侧上的定位标靶53，并依据定位标靶53识别柔性显示屏第一侧上待刻蚀区域的偏移量和倾斜角度；采用激光振镜组件，控制其根据ccd相机识别的偏移量和倾斜角度调整自身位置，并作用于柔性显示屏的第一侧待刻蚀区，对待刻蚀区进行引线的激光刻蚀。
61.由于人工放置柔性显示屏或者由旋转机构进行自动旋转放置柔性显示屏后，柔性显示屏会存在一定的位移偏差，需要对其进行摆放的偏斜校正。通过相机读取柔性显示屏上的定位标靶53(每次识别至少2个定位标靶53)，然后通过计算机计算识别柔性显示屏的偏移量和倾斜角度。振镜加工时，对原始加工图形进行相应的移动和旋转，使振镜加工适应柔性显示屏摆放的偏斜。
62.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述对柔性显示屏进行90度旋转并二次定位，包括：采用ccd相机读取柔性显示屏90度旋转后第二侧所需刻蚀的待刻蚀区域的定位标靶53，并依据定位标靶53识别柔性显示屏90 度旋转后第二侧的待刻蚀区域的倾斜角度；采用ccd相机读取前次刻蚀的图形，根据读取的前次刻蚀的图形来计算并控制激光振镜组件的偏移量，以使此次刻蚀的引线与前次刻蚀的引线一一对应连通。
63.为了实现继前次加工图形上准确拼接以加工后次图形，后次加工前，在 ccd相机识别两个定位标靶53的基础上，还需ccd相机识别前次加工的图形，双重识别定位，能大幅提升拼接精度，有效避免了误差累积。其原理在于：定位标靶53通常由丝网印刷制作，图形精度较低，而激光加工的外围引线图形精度较高，另外，前次的加工不可能完全与柔性显示屏上的定位标靶53一致，相机还需识别前次加工的图形，才能有效避免误差累积。
64.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述读取前次刻蚀的图形，包括：读取前次刻蚀的完整的引线图形，和/或，读取前次刻蚀的引线图形的末端待拼接部分。
65.与现有技术相比，本实用新型实施方式的柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置，将二维移动运动平台简化为一维移动运动平台，配合小面积的真空吸附载物台，无需驱动笨重的龙门以驱动光学振镜运动，大幅提升了光学振镜的运动性能以及运动精度，加工效率大大增加，具有低成本、高精度、高可靠性和高效率的优点。
66.本实用新型实施方式的柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置，通过设置两个可移动的ccd相机，分别移动识别2个定位标靶或读取前次刻蚀的图形，减少运动时间，提升检测定位速度。
67.本实用新型实施方式的柔性显示屏外围引线的加工方法，是特别为针对本实用新型的柔性显示屏外围引线的激光刻蚀装置所设计的加工工艺，其通过对柔性显示屏进行外围引线的单侧加工，并进行多次逐侧的拼接加工，能提高外围引线的加工精度，节约加工成本。
68.本实用新型实施方式的柔性显示屏外围引线的加工方法，为了实现继前次加工图形上准确拼接以加工后次图形，后次加工前，在ccd相机识别两个定位标靶的基础上，还需ccd相机识别前次加工的图形，双重识别定位，能大幅提升拼接精度，有效避免了误差累积。
69.本实用新型实施方式的柔性显示屏外围引线的加工方法，通过设置视场大于50*50mm的加工光学振镜，以覆盖整个引线区域的宽度；且本加工方法无需用满振镜视场的整个正方形区域，主要利用中部的部分区域即可，如图7 所示，可使得振镜的畸变校正的难度大大降低，精度大幅提高。
70.本实用新型实施方式的柔性显示屏，其引线间的间距小，有利于显示器的窄边框设计；其次，引线本身的宽度大，有利于降低电阻，提升导电性。
71.前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。