專利名稱：激光刻蝕oled顯示器陽極薄膜材料的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種運用激光刻蝕OLED顯示器陽極薄膜材料的微加工設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，有機發(fā)光二極管(organic light emitting diode, 0LED)已經(jīng)成為非常熱門的新興平板顯示器產(chǎn)業(yè)，主要是因為OLED顯示器具有自發(fā)光、廣視角(達170度以上)、 反應(yīng)時間快(IPs量級)、發(fā)光效率高、工作電壓低(3-10V)，面板厚度薄(小于2mm)、可制作大尺寸與可彎曲式(撓性)面板，制程簡單，且具有低成本的潛力(預(yù)計比TFT— LCD便宜約
20%) οOLED器件結(jié)構(gòu)大致可分為基板、陰極、有機發(fā)光物質(zhì)和陽極等四個主要區(qū)域。為了將電子或者空穴有效注入有機材料，如前所述，降低注入能壘是第一要務(wù)，由于大部分應(yīng)用于電致發(fā)光的有機材料的LUMO能級在2. 5eV-3. kV，及HOMO能級也在5_6eV，因此陽極必須是一個高功函數(shù)的金屬，才能得到最低的注入能壘。其中作為陽極區(qū)域，主要有透明導(dǎo)電氧化物(transparent conducting oxide，TC0)及金屬兩大類，自身具有良好的導(dǎo)電性、穩(wěn)定的化學(xué)性及形態(tài)和高透明度。其中透明導(dǎo)電氧化物有ΙΤ0、ZnO, AZO等；導(dǎo)電透明金屬主要有高功函數(shù)Ni、Au、及Pt。最常被當作陽極導(dǎo)電體的金屬氧化物是氧化銦錫薄膜 (indium tin oxide，ΙΤ0)，制作主要是以濺鍍或者化學(xué)氣相沉積。基板上制作陽極薄膜之后，一般需要在薄膜上刻蝕設(shè)計好電極圖形。傳統(tǒng)的電極制作是通過化學(xué)濕刻方法來實現(xiàn)。這種方法從設(shè)計到蝕刻的過程中，設(shè)計到完成時間長，制程工序多，投入較多治具和日常耗材，需要較多人力，污染環(huán)境，耗能大，制作電極圖形的線寬較大(大于0. 1mm)，使得整體OLED發(fā)光效率降低，所以此化學(xué)濕法刻蝕過程需要含多個工序的管控過程，加大良率及效率提升的難度，目前含有重金屬廢液廢氣處理也沒有很合適的辦法，制作好的電極圖形線寬比較大，發(fā)光效率低，成品的品質(zhì)低等固有缺點。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種激光刻蝕OLED顯示器陽極薄膜材料的裝置，實現(xiàn)對OLED顯示器的陽極進行蝕刻，得到較細較穩(wěn)定的線寬，且不損傷基底，從而克服傳統(tǒng)化學(xué)濕刻方法存在的工序復(fù)雜繁瑣、間距控制困難、選擇性不強、 污染環(huán)境等缺點。本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)激光刻蝕OLED顯示器陽極薄膜材料的裝置，特點是高頻率短脈沖激光器的輸出端布置有電動光間，電動光間的輸出端設(shè)置有電動擴束鏡，電動擴束鏡的輸出端布置有45 度全反射鏡，45度全反射鏡的輸出端依次布置有振鏡和掃描場鏡，掃描場鏡正對于三軸吸附平臺，所述三軸吸附平臺上的一側(cè)安裝有離子風(fēng)吹氣系統(tǒng)，所述三軸吸附平臺上的另一側(cè)安裝有集塵系統(tǒng)，所述三軸吸附平臺上的對角位置分別安裝有CCD對位觀察系統(tǒng)，所述高頻率短脈沖激光器和振鏡均連接至工控機，所述三軸吸附平臺上設(shè)有平臺真空吸附孔，平臺真空吸附孔通過真空吸附連接氣管與真空泵相連通。進一步地，上述的激光刻蝕OLED顯示器陽極薄膜材料的裝置，其中，所述高頻率短脈沖激光器是波長為190nm llOOnm、脈寬在IOOps 100ns、頻率在IOKHz 50MHz的
激光器。本實用新型技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在本實用新型通過不同波長的高頻率的脈沖激光器作為激光源，對OLED顯示器陽極材料進行激光蝕刻，使OLED顯示器陽極材料在高頻率的短脈沖激光器的作用下氣化而達到蝕除的目的，通過高精度平臺的移動拼接和小幅面振鏡掃描蝕刻來完成陽極區(qū)域線條刻蝕，產(chǎn)生的粉塵在經(jīng)過吹氣系統(tǒng)和大流量積塵系統(tǒng)集塵，加工出無污染、線性穩(wěn)定、功能完好的OLED顯示器產(chǎn)品。不僅提高制程良率，提升產(chǎn)品品質(zhì)及使用壽命，而且刻蝕直線性好，激光刻蝕OLED顯示器陽極材料線寬可以做細，發(fā)光效率變高，對于復(fù)雜的OLED顯示器曲面電極圖形都可實現(xiàn)高效率、高精度加工。
以下結(jié)合附圖對本實用新型技術(shù)方案作進一步說明

圖1 本實用新型的光路系統(tǒng)示意圖；圖2 三軸吸附平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型提出一種應(yīng)用激光刻蝕OLED顯示器陽極的微加工方法及其系統(tǒng)，激光蝕刻可以避免化學(xué)濕法固有缺點，而且激光具有非接觸、無污染環(huán)境、易控制等特性，使其成為OLED顯示器陽極圖形線寬控制的重要應(yīng)用熱點，并且逐漸會在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。運用激光器蝕刻OLED顯示器陽極可以達到較穩(wěn)定的線寬，使陽極的線寬最細可以達到20um，生產(chǎn)時可以方便的更換蝕刻圖形，無廢棄物產(chǎn)生，可大量節(jié)省研發(fā)成本及縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。高精度控制系統(tǒng)，能進行高效率蝕刻，快速、平穩(wěn)、重覆性高，能確保加工之穩(wěn)定度與精密度，大幅提升良率。如圖1所示，激光刻蝕OLED顯示器陽極薄膜材料的裝置，高頻率短脈沖激光器1 是波長為190nm llOOnm、脈寬在IOOps 100ns、頻率在IOKHz 50MHz的激光器，高頻率短脈沖激光器1的輸出端布置有電動光閘2，電動光閘2的輸出端設(shè)置有電動擴束鏡3， 電動擴束鏡3的輸出端布置有45度全反射鏡4，45度全反射鏡4的輸出端依次布置有振鏡 5和掃描場鏡6，掃描場鏡6正對于三軸吸附平臺10，三軸吸附平臺10上的一側(cè)安裝有離子風(fēng)吹氣系統(tǒng)11，三軸吸附平臺10上的另一側(cè)安裝有集塵系統(tǒng)8，三軸吸附平臺10上的對角位置分別安裝有CCD對位觀察系統(tǒng)7，高頻率短脈沖激光器1和振鏡5均連接至工控機12， 如圖2所示，三軸吸附平臺10的POM平臺13設(shè)有平臺真空吸附孔14，平臺真空吸附孔14 通過真空吸附連接氣管15與真空泵16相連通。上述裝置用于刻蝕OLED顯示器陽極薄膜材料時，高頻率短脈沖激光器1發(fā)出的激光由電動光閘2控制開關(guān)光，激光光束經(jīng)電動光閘2后由電動擴束鏡3對光束進行同軸擴束，一方面改善光束傳播的發(fā)散角，達到光路準直的目的；另外一方面，對激光光束同軸擴束，使得聚焦后光斑更小，從而實現(xiàn)激光穩(wěn)定刻蝕的目的，經(jīng)電動擴束鏡3擴束準直后光束到達45度全反射鏡4，光路垂直改向，到達振鏡5和掃描場鏡6，通過工控機12將圖形轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，圖形轉(zhuǎn)化在三軸吸附平臺10上的需要刻蝕的OLED顯示器的陽極材料9上，當然，OLED顯示器的陽極材料9被吸附固定于三軸吸附平臺10上，激光焦點聚焦位于OLED 顯示器的陽極材料9的上表面，達到導(dǎo)電陽極材料的功率閾值而氣化，蝕刻產(chǎn)生的粉塵由離子風(fēng)吹氣系統(tǒng)11吹掃，集塵系統(tǒng)8吸入，三軸吸附平臺10上對角位置的CXD對位觀察系統(tǒng)7抓靶加工材料的靶標位置，使加工圖形與三軸吸附平臺10上的樣品位置一一對應(yīng)，完成整個加工幅面的刻蝕。如圖2，加工前將OLED顯示器的陽極材料9放置在三軸吸附平臺10上，真空泵16 開始運行，吸附氣流通過真空吸附連接氣管15作用在平臺真空吸附孔14上，進行吸附加工材料，保證了加工過程中產(chǎn)品的穩(wěn)定性。本實用新型采用高頻率的短脈沖激光器，加工的材料為透明導(dǎo)電氧化物IT0、ai0、 AZO等和高功函數(shù)的導(dǎo)電透明金屬Ni、Au、及Pt等導(dǎo)電材料，蝕刻基底為玻璃基底或者PET 基底，激光聚焦在OLED顯示器陽極薄膜材料上，達到導(dǎo)電陽極材料的功率閾值而氣化，從而達到蝕刻效果。OLED顯示器陽極蝕刻圖形導(dǎo)入控制系統(tǒng)加工軟件中，將圖形按照對位圖層和加工圖層區(qū)分；通過軟件處理進行雙振鏡蝕刻，大大提高工作效率。OLED顯示器的基板放置在平面度精度較高吸附平臺上，放置產(chǎn)品后真空吸附打開，確保產(chǎn)品在加工過程中不移位。 CCD自動抓靶，只需第一次在軟件中建立模板，將導(dǎo)入的圖形的對位圖層靶標位置與平臺坐標中樣品靶標位置一一設(shè)置對應(yīng)，后續(xù)同一批次產(chǎn)品直接自動抓靶即可完成定位。激光按照設(shè)計圖形進行蝕刻，在蝕刻的同時打開吹氣和集塵系統(tǒng)，確保蝕刻產(chǎn)生的粉塵全部吸入集塵系統(tǒng)中，以提高高頻率的脈沖激光器蝕刻OLED顯示器陽極的工藝重復(fù)性和穩(wěn)定性。運動系統(tǒng)采用3軸直線電機運動方式，使用光柵尺監(jiān)測和反饋位置信息，可以達到高精度的定位操作運行。綜上所述，本實用新型通過不同波長的高頻率的脈沖激光器作為激光源，對OLED 顯示器陽極材料進行激光蝕刻，使OLED顯示器陽極材料在高頻率的短脈沖激光器的作用下氣化而達到蝕除的目的，通過高精度平臺的移動拼接和小幅面振鏡掃描蝕刻來完成陽極區(qū)域線條刻蝕，產(chǎn)生的粉塵在經(jīng)過特制的吹氣系統(tǒng)和大流量積塵系統(tǒng)集塵，加工出無污染、 線性穩(wěn)定、功能完好的OLED顯示器產(chǎn)品。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，第一，提高制程良率，提升產(chǎn)品品質(zhì)及使用壽命，傳統(tǒng)化學(xué)蝕刻會傷及ΙΤ0，制具會導(dǎo)致OLED顯示器陽極材料壓傷或針孔等問題，并且會殘留水、費酸于OLED顯示器陽極材料上，并存在后期出貨的產(chǎn)品品質(zhì)隱患； 第二，刻蝕直線性好，傳統(tǒng)化學(xué)蝕刻靠掩模版等步驟，線性不佳，容易缺角缺邊；第三，激光刻蝕OLED顯示器陽極材料線寬可以做細，發(fā)光效率變高，傳統(tǒng)化學(xué)蝕刻制程必須在玻璃上將四條導(dǎo)線位置的ITO蝕刻后再印刷，因此需要較寬的空間，激光蝕刻制程則可以做細線寬，因此相同外型尺寸的觸控面板，采用激光刻蝕工藝的產(chǎn)品擁有較大的OLED顯示器區(qū)域；第四，對簡化加工工藝、變革新產(chǎn)品的設(shè)計及零件結(jié)構(gòu)工藝性等產(chǎn)生積極的影響，對于復(fù)雜的OLED顯示器曲面電極圖形都可實現(xiàn)高效率、高精度加工。需要理解到的是以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.激光刻蝕OLED顯示器陽極薄膜材料的裝置，其特征在于高頻率短脈沖激光器(1) 的輸出端布置有電動光閘(2)，電動光閘(2)的輸出端設(shè)置有電動擴束鏡(3)，電動擴束鏡 (3)的輸出端布置有45度全反射鏡(4)，45度全反射鏡(4)的輸出端依次布置有振鏡(5)和掃描場鏡(6)，掃描場鏡(6)正對于三軸吸附平臺(10)，所述三軸吸附平臺(10)上的一側(cè)安裝有離子風(fēng)吹氣系統(tǒng)(11)，所述三軸吸附平臺(10)上的另一側(cè)安裝有集塵系統(tǒng)(8)，所述三軸吸附平臺(10)上的對角位置分別安裝有CCD對位觀察系統(tǒng)(7)，所述高頻率短脈沖激光器(1)和振鏡(5)均連接至工控機(12)，所述三軸吸附平臺(10)上設(shè)有平臺真空吸附孔 (14)，平臺真空吸附孔(14)通過真空吸附連接氣管(15)與真空泵(16)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光刻蝕OLED顯示器陽極薄膜材料的裝置，其特征在于 所述高頻率短脈沖激光器(1)是波長為190nm llOOnm、脈寬在IOOps 100ns、頻率在 IOKHz 50MHz的激光器。
專利摘要本實用新型涉及激光刻蝕OLED顯示器陽極薄膜材料的裝置，高頻率短脈沖激光器的輸出端布置有電動光閘，電動光閘的輸出端設(shè)置有電動擴束鏡，電動擴束鏡的輸出端依次布置有45度全反射鏡，45度全反射鏡的輸出端布置有振鏡和掃描場鏡，掃描場鏡正對于三軸吸附平臺，三軸吸附平臺上的一側(cè)安裝有離子風(fēng)吹氣系統(tǒng)，另一側(cè)安裝有集塵系統(tǒng)，三軸吸附平臺上的對角位置分別安裝有CCD對位觀察系統(tǒng)，高頻率短脈沖激光器和振鏡均連接至工控機。通過不同波長的高頻率的脈沖激光器作為激光源，對OLED顯示器陽極材料進行激光蝕刻，使OLED顯示器陽極材料在高頻率的短脈沖激光器的作用下氣化而達到蝕除的目的，加工出無污染、線性穩(wěn)定、功能完好的OLED顯示器產(chǎn)品。
文檔編號H01L21/77GK202189836SQ201120268538
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者張偉, 狄建科, 趙裕興 申請人:蘇州德龍激光有限公司