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(shí)用新型涉及一種運(yùn)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(jī)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?yàn)镺LED顯示器具有自發(fā)光、廣視角(達(dá)170度以上)、 反應(yīng)時(shí)間快(IPs量級(jí))、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(jiǎn)單，且具有低成本的潛力(預(yù)計(jì)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(jī)發(fā)光物質(zhì)和陽極等四個(gè)主要區(qū)域。為了將電子或者空穴有效注入有機(jī)材料，如前所述，降低注入能壘是第一要?jiǎng)?wù)，由于大部分應(yīng)用于電致發(fā)光的有機(jī)材料的LUMO能級(jí)在2. 5eV-3. kV，及HOMO能級(jí)也在5_6eV，因此陽極必須是一個(gè)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(dāng)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?；迳现谱麝枠O薄膜之后，一般需要在薄膜上刻蝕設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)。這種方法從設(shè)計(jì)到蝕刻的過程中，設(shè)計(jì)到完成時(shí)間長(zhǎng)，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(gè)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(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)OLED顯示器的陽極進(jìn)行蝕刻，得到較細(xì)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(qiáng)、 污染環(huán)境等缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)激光刻蝕OLED顯示器陽極薄膜材料的裝置，特點(diǎn)是高頻率短脈沖激光器的輸出端布置有電動(dòng)光間，電動(dòng)光間的輸出端設(shè)置有電動(dòng)擴(kuò)束鏡，電動(dòng)擴(kuò)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(chǎng)鏡，掃描場(chǎng)鏡正對(duì)于三軸吸附平臺(tái)，所述三軸吸附平臺(tái)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(tái)上的另一側(cè)安裝有集塵系統(tǒng)，所述三軸吸附平臺(tái)上的對(duì)角位置分別安裝有CCD對(duì)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(jī)，所述三軸吸附平臺(tái)上設(shè)有平臺(tái)真空吸附孔，平臺(tái)真空吸附孔通過真空吸附連接氣管與真空泵相連通。進(jìn)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(zhǎng)為190nm llOOnm、脈寬在IOOps 100ns、頻率在IOKHz 50MHz的
激光器。本實(shí)用新型技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在本實(shí)用新型通過不同波長(zhǎng)的高頻率的脈沖激光器作為激光源，對(duì)OLED顯示器陽極材料進(jìn)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(dá)到蝕除的目的，通過高精度平臺(tái)的移動(dòng)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(xì)，發(fā)光效率變高，對(duì)于復(fù)雜的OLED顯示器曲面電極圖形都可實(shí)現(xiàn)高效率、高精度加工。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說明

圖1 本實(shí)用新型的光路系統(tǒng)示意圖；圖2 三軸吸附平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)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(diǎn)，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(diǎn)，并且逐漸會(huì)在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。運(yùn)用激光器蝕刻OLED顯示器陽極可以達(dá)到較穩(wěn)定的線寬，使陽極的線寬最細(xì)可以達(dá)到20um，生產(chǎn)時(shí)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(jìn)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(zhǎng)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(dòng)光閘2，電動(dòng)光閘2的輸出端設(shè)置有電動(dòng)擴(kuò)束鏡3， 電動(dòng)擴(kuò)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(chǎng)鏡6，掃描場(chǎng)鏡6正對(duì)于三軸吸附平臺(tái)10，三軸吸附平臺(tái)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(tái)10上的另一側(cè)安裝有集塵系統(tǒng)8，三軸吸附平臺(tái)10上的對(duì)角位置分別安裝有CCD對(duì)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(jī)12， 如圖2所示，三軸吸附平臺(tái)10的POM平臺(tái)13設(shè)有平臺(tái)真空吸附孔14，平臺(tái)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(shí)，高頻率短脈沖激光器1發(fā)出的激光由電動(dòng)光閘2控制開關(guān)光，激光光束經(jīng)電動(dòng)光閘2后由電動(dòng)擴(kuò)束鏡3對(duì)光束進(jìn)行同軸擴(kuò)束，一方面改善光束傳播的發(fā)散角，達(dá)到光路準(zhǔn)直的目的；另外一方面，對(duì)激光光束同軸擴(kuò)束，使得聚焦后光斑更小，從而實(shí)現(xiàn)激光穩(wěn)定刻蝕的目的，經(jīng)電動(dòng)擴(kuò)束鏡3擴(kuò)束準(zhǔn)直后光束到達(dá)45度全反射鏡4，光路垂直改向，到達(dá)振鏡5和掃描場(chǎng)鏡6，通過工控機(jī)12將圖形轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，圖形轉(zhuǎn)化在三軸吸附平臺(tái)10上的需要刻蝕的OLED顯示器的陽極材料9上，當(dāng)然，OLED顯示器的陽極材料9被吸附固定于三軸吸附平臺(tái)10上，激光焦點(diǎn)聚焦位于OLED 顯示器的陽極材料9的上表面，達(dá)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(tái)10上對(duì)角位置的CXD對(duì)位觀察系統(tǒng)7抓靶加工材料的靶標(biāo)位置，使加工圖形與三軸吸附平臺(tái)10上的樣品位置一一對(duì)應(yīng)，完成整個(gè)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(tái)10上，真空泵16 開始運(yùn)行，吸附氣流通過真空吸附連接氣管15作用在平臺(tái)真空吸附孔14上，進(jìn)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(shí)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(dá)到導(dǎo)電陽極材料的功率閾值而氣化，從而達(dá)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(duì)位圖層和加工圖層區(qū)分；通過軟件處理進(jìn)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(tái)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(dòng)抓靶，只需第一次在軟件中建立模板，將導(dǎo)入的圖形的對(duì)位圖層靶標(biāo)位置與平臺(tái)坐標(biāo)中樣品靶標(biāo)位置一一設(shè)置對(duì)應(yīng)，后續(xù)同一批次產(chǎn)品直接自動(dòng)抓靶即可完成定位。激光按照設(shè)計(jì)圖形進(jìn)行蝕刻，在蝕刻的同時(shí)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(yùn)動(dòng)系統(tǒng)采用3軸直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)方式，使用光柵尺監(jiān)測(cè)和反饋位置信息，可以達(dá)到高精度的定位操作運(yùn)行。綜上所述，本實(shí)用新型通過不同波長(zhǎng)的高頻率的脈沖激光器作為激光源，對(duì)OLED 顯示器陽極材料進(jìn)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(dá)到蝕除的目的，通過高精度平臺(tái)的移動(dòng)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(huì)傷及ΙΤ0，制具會(huì)導(dǎo)致OLED顯示器陽極材料壓傷或針孔等問題，并且會(huì)殘留水、費(fèi)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(xì)，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(xì)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(duì)簡(jiǎn)化加工工藝、變革新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及零件結(jié)構(gòu)工藝性等產(chǎn)生積極的影響，對(duì)于復(fù)雜的OLED顯示器曲面電極圖形都可實(shí)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(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)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(dòng)光閘(2)，電動(dòng)光閘(2)的輸出端設(shè)置有電動(dòng)擴(kuò)束鏡(3)，電動(dòng)擴(kuò)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(chǎng)鏡(6)，掃描場(chǎng)鏡(6)正對(duì)于三軸吸附平臺(tái)(10)，所述三軸吸附平臺(tái)(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(tái)(10)上的另一側(cè)安裝有集塵系統(tǒng)(8)，所述三軸吸附平臺(tái)(10)上的對(duì)角位置分別安裝有CCD對(duì)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(jī)(12)，所述三軸吸附平臺(tái)(10)上設(shè)有平臺(tái)真空吸附孔 (14)，平臺(tái)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(zhǎng)為190nm llOOnm、脈寬在IOOps 100ns、頻率在 IOKHz 50MHz的激光器。
專利摘要本實(shí)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(dòng)光閘，電動(dòng)光閘的輸出端設(shè)置有電動(dòng)擴(kuò)束鏡，電動(dòng)擴(kuò)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(chǎng)鏡，掃描場(chǎng)鏡正對(duì)于三軸吸附平臺(tái)，三軸吸附平臺(tái)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(tái)上的對(duì)角位置分別安裝有CCD對(duì)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(jī)。通過不同波長(zhǎng)的高頻率的脈沖激光器作為激光源，對(duì)OLED顯示器陽極材料進(jìn)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(dá)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(hào)H01L21/77GK202189836SQ201120268538
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)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(qǐng)人:蘇州德龍激光有限公司