CN104416285B - 一种定量修补装置及其定量修补方法 - Google Patents

一种定量修补装置及其定量修补方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种定量修补装置及其定量修补方法，该定量修补装置包括激光源、第一计时器、衰减器、测距与修补系统、基底及第二计时器，该基底包括参照平面与加工表面，该激光源发出的激光束依次经由第一计时器、衰减器入射至测距与修补系统，其中该激光源、第一计时器与衰减器设于同一光轴上，在所述测距与修补系统内，激光束分为两束，并分别由基底的参照平面与加工表面反射后入射至该第二计时器，由该第一计时器与第二计时器计算激光束到达的时间。利用本发明可实现定量的激光切除，实现准确的精细化加工。

Description

一种定量修补装置及其定量修补方法
技术领域
本发明涉及一种修补装置及修补方法，特别是指一种能应对多种复杂状况，如膜层厚度不均，异物尺寸不定等的定量修补装置及其定量修补方法。
背景技术
与LCD简单的Layout（布局布线）设计不同，LTPS-AMOLED（LowTemperaturePoly-silicon-ActiveMatrix/OrganicLightEmittingDiode，低温多晶硅技术-有源矩阵有机发光二极管面板）繁复的Overlayer及整板ELA（准分子激光退火）后栅极线路变化会对像素显示造成极大影响，因此需要进行选择性修补。
目前实现选择性修补的方式主要有两种：第一，纳秒级激光向皮秒级激光甚至飞秒级激光发展，通过减小脉冲宽度，降低每个脉冲的能量来实现选择性修补；第二，通过将一束激光分解成多束激光而降低每一束激光的能量来实现选择性修补。但是，以上所有方式都是基于减小激光单束能量或每个脉冲的能量实现选择性修补，只能依靠经验去判断和设定能量，无法真正应对多种复杂状况，如膜层厚度不均，异物尺寸不定等，无法做到高可靠度的选择性修补。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种减小对像素的影响、能应对多种复杂状况的定量修补装置及其定量修补方法。
为达到上述目的，本发明提供一种定量修补装置，其包括激光源、第一计时器、衰减器、测距与修补系统、基底及第二计时器，该基底包括参照平面与加工表面，该激光源发出的激光束依次经由第一计时器、衰减器入射至测距与修补系统，其中该激光源、第一计时器与衰减器设于同一光轴上，在所述测距与修补系统内，激光束分为两束，并分别由基底的参照平面与加工表面反射后入射至该第二计时器，由该第一计时器与第二计时器计算激光束到达的时间，该加工表面上有异物，该异物具有一定高度；所述激光源与衰减器连接至计算机，该第一计时器连接至该第二计时器，并向该第二计时器传输开始计时信号，该第二计时器连接至该计算机。
所述测距与修补系统包括第一分光镜、参考测距系统及实际测距系统，由所述衰减器射出的激光束入射至所述第一分光镜，该第一分光镜将激光分为两束，一束用作激光修补及实际测距，其透过该第一分光镜沿原方向入射至所述实际测距系统，并由基底的加工表面反射后入射至第二计时器，另一束用作参考测距，其由所述第一分光镜反射后入射至参考测距系统，并由基底的参照平面反射后入射至第二计时器。
所述实际测距系统包括第二分光镜与修补镜头，该第二分光镜与所述第一分光镜镜面平行，且两者镜面法线方向相反，经过所述第一分光镜透射的光束透过第二分光镜并直接经修补镜头至基底的加工表面，由加工表面反射回部分反射光入射至该第二分光镜，经过该第二分光镜反射一部分光束到达所述第二计时器。
所述第二分光镜与所述第二计时器之间设有第一自动对焦单元，该第一自动对焦单元与第二计时器设置在同一光轴上。
所述第二计时器远离所述第二分光镜的一端设有第一自动对焦单元，该第一自动对焦单元与所述第二计时器为同一光轴。
所述参考测距系统包括第二反射镜、第三分光镜、第四分光镜及取样镜头，该第二反射镜的镜面与所述第一分光镜的镜面平行，该第三分光镜镜面与该第二反射镜镜面平行，且两者镜面法线方向相同，该第四分光镜镜面与第三分光镜镜面垂直；经过所述第一分光镜反射到第二反射镜的激光束反射后依次透过第三分光镜与第四分光镜，经过取样镜头到达基底的参照平面上，经参照平面反射后激光束透过该第四分光镜入射至第三分光镜，并经第三分光镜反射后到达所述第二计时器；所述定量修补装置还包括有能减小激光能量、防止从取样镜头出射的激光损伤参照平面的衰减镜片。
所述第四分光镜的反射面的一侧设有第二自动对焦单元，激光束经基底的参照平面反射后入射至所述第四分光镜，该第四分光镜将光束分为两束，一部分反射后到达该第二自动对焦单元进行实时跟踪对焦。
所述定量修补装置还包括有设于所述衰减器与第一分光镜之间光路上的第一反射镜，所述激光源、第一计时器与衰减器的光轴与该第一反射镜镜面法线呈45°角，该第一反射镜镜面法线与所述第一分光镜镜面法线垂直。
本发明还提供一种定量修补方法，其包括：
步骤1：校准，将取样镜头与修补镜头移至基底的参照平面，激发激光，激光经过第一计时器后触发第二计时器开始计时工作，经过第一分光镜后激光形成两条光路，分别通过参考测距系统与实际测距系统到达参照平面后反射回第二计时器，第二计时器记录下两束激光的到达的时间差A秒；
步骤2：修补并测量，将修补镜头移至加工表面的异物处，取样镜头移动至参照平面，激发激光，重复步骤1，接收并记录下两束激光到达第二计时器的时间差B秒；
步骤3：比对并调节，若B-A>0，异物高度Height=（B-A）*c/10^6；若B-A=0，异物高度Height=0；若B-A<0，则表示已损伤膜层，此处c为光速。
所述步骤3中，若B-A>0，当异物高度下降为第一次轰击时的一半，通过计算机控制衰减器减小输出光强，当异物高度数值再减小一半，计算机继续调控减小衰减器输出光强，直至异物高度为0；若B-A=0，通过计算机调整衰减器输出为0%，同时计算机控制激光源停止输出；若B-A<0，通过计算机直接停止激光源工作并调整衰减器输出为0%。
本发明通过利用激光的恒定速度，建立激光传感系统，通过测量接收光束时间差，计算加工表面与参照平面的高度差，从而实现定量修补，可应对多种复杂状况、如膜层厚度不均，异物尺寸不定等。利用本发明可实现定量的激光切除，实现准确的精细化加工。
附图说明
图1为本发明定量修补装置的结构示意图。
具体实施方式
为便于对本发明的结构与方法及达到的效果有进一步的了解，现结合附图并举较佳实施例详细说明如下。
图1为本发明定量修补装置的结构示意图，该定量修补装置包括激光源120、第一计时器130、衰减器140、测距与修补系统、基底100及第二计时器160。激光源120发出的激光束依次经由第一计时器130、衰减器140入射至测距与修补系统，其中该激光源120、第一计时器130与衰减器140设于同一光轴上，在测距与修补系统内，激光束分为两束，并分别由基底100的参照平面与加工表面反射后入射至第二计时器160，由第一计时器130与第二计时器160计算激光束到达的时间，该加工表面上有异物110，该异物具有一定高度。本发明中测距与修补系统包括第一分光镜200、参考测距系统及实际测距系统，由衰减器140射出的激光束入射至第一分光镜200，该第一分光镜200将激光分为两束，一束用作激光修补及实际测距，其透过第一分光镜200沿原方向入射至实际测距系统，并由基底100的加工表面反射后入射至第二计时器160，另一束用作参考测距，其由第一分光镜200反射后入射至参考测距系统，并由基底100的参照平面反射后入射至第二计时器160。
本发明中实际测距系统包括第二分光镜210与修补镜头220，第二分光镜210与第一分光镜200镜面平行，且两者法线方向相反，经过第一分光镜200透射的光束透过第二分光镜210并直接经修补镜头220至基底100的加工表面，至加工表面后反射回部分反射光入射至第二分光镜210，经过第二分光镜210反射一部分光束到达第二计时器160。该第二分光镜210与第二计时器160之间还可设有第一自动对焦单元230，该第一自动对焦单元230与第二计时器160可设置为同一光轴上，由第二分光镜210反射的激光束先经第一自动对焦单元230进行实时跟踪对焦。该第一自动对焦单元230与第二计时器160位置可以相互交换。
本发明中参考测距系统包括第二反射镜300、第三分光镜310、第四分光镜320及取样镜头330，第二反射镜300的镜面与第一分光镜200镜面平行，第三分光镜310镜面与第二反射镜300镜面平行，且两者镜面法线方向相同，第四分光镜320镜面与第三分光镜310镜面垂直。如图1所示，经过第一分光镜200反射到第二反射镜300的激光束反射后依次透过第三分光镜310与第四分光镜320，经过取样镜头330到达基底100的参照平面上。反射后，经过第四分光镜320分为两束光，一部分反射后到达第二自动对焦单元350进行实时跟踪对焦，另一部分透过第四分光镜320入射至第三分光镜310，反射后到达第二计时器160。
本发明的定量修补装置还包括有衰减镜片340，该衰减镜片340可放置于测试光路中任何两个相邻的光学器件之间，或整合到测试光路中除第二自动对焦单元350之外的任何一个光学器件上，光束经过衰减镜片340可减小激光能量，防止从取样镜头出射的激光损伤参照平面。如图1所示，本发明的定量修补装置还包括有第一反射镜150，该第一反射镜150设于衰减器140与第一分光镜200之间的光路上，该激光源120、第一计时器130与衰减器140的光轴与第一反射镜150镜面法线呈45°角，第一反射镜150镜面法线与第一分光镜200镜面法线垂直。
如图1所示，激光源120与衰减器140连接至计算机170，该第一计时器130连接第二计时器160并向第二计时器160传输开始计时信号，该第二计时器160连接至计算机170，光束经过第一计时器130，第一计时器130向第二计时器160发送开始计时信号，第二计时器160开始计时的时间及两束光束到达第二计时器160的时间由计算机170收集并比较，并实时反馈于衰减器140控制加工能量的大小。考虑到计时器精度问题，可利用软件进行补偿，提高计时精度。
如上所述，本发明利用定量修补装置进行定量修补的方法需要三个步骤来完成。
步骤1：校准，将取样镜头与修补镜头移至参照平面，激发激光，激光经过第一计时器130后触发第二计时器160开始计时工作，经过第一分光镜200后激光形成两条光路，分别通过参考测距系统与实际测距系统到达参照平面后反射回第二计时器160，第二计时器160记录下两束激光的到达的时间差A秒。
步骤2：修补及测量，将修补镜头移动至加工表面的异物处，取样镜头移动至参照平面，激发激光，重复步骤1，接收并记录下两束激光到达第二计时器160的时间差B秒。
步骤3：比对并调节，通过计算B-A的数值进行激光调节。定义c为光速，如果B-A>0，异物高度Height=（B-A）*c/10^6，当异物高度下降为第一次轰击时的一半，此时计算机170将控制衰减器140减小输出光强，当异物高度数值再减小一半，计算机170继续调控减小衰减器140输出光强，直至高度为0；如果B-A=0，异物的高度Height=0，此时衰减器140将被调整至输出为0%，同时计算机170将控制激光源120停止输出；如果B-A<0，则表示已损伤膜层，此时计算机170直接停止激光源工作并调整衰减器140输出为0%。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种定量修补装置，其特征在于，其包括激光源、第一计时器、衰减器、测距与修补系统、基底及第二计时器，该基底包括参照平面与加工表面，该激光源发出的激光束依次经由第一计时器、衰减器入射至测距与修补系统，其中该激光源、第一计时器与衰减器设于同一光轴上；所述激光源与衰减器连接至计算机，该第一计时器连接至该第二计时器，激光束经过该第一计时器，该第一计时器向该第二计时器传输开始计时信号，该第二计时器连接至该计算机；在所述测距与修补系统内，激光束分为两束，并分别由基底的参照平面与加工表面反射后入射至该第二计时器，由计算机收集该第二计时器开始计时的时间及两束激光束分别到达第二计时器的时间，并得出两束激光束到达第二计时器的时间差，该加工表面上有异物，该异物具有一定高度。
2.如权利要求1所述的定量修补装置，其特征在于，所述测距与修补系统包括第一分光镜、参考测距系统及实际测距系统，由所述衰减器射出的激光束入射至所述第一分光镜，该第一分光镜将激光分为两束，一束用作激光修补及实际测距，其透过该第一分光镜沿原方向入射至所述实际测距系统，并由基底的加工表面反射后入射至第二计时器，另一束用作参考测距，其由所述第一分光镜反射后入射至参考测距系统，并由基底的参照平面反射后入射至第二计时器。
3.如权利要求2所述的定量修补装置，其特征在于，所述实际测距系统包括第二分光镜与修补镜头，该第二分光镜与所述第一分光镜镜面平行，且两者镜面法线方向相反，经过所述第一分光镜透射的光束透过第二分光镜并直接经修补镜头至基底的加工表面，由加工表面反射回部分反射光入射至该第二分光镜，经过该第二分光镜反射一部分光束到达所述第二计时器。
4.如权利要求3所述的定量修补装置，其特征在于，所述第二分光镜与所述第二计时器之间设有第一自动对焦单元，该第一自动对焦单元与第二计时器设置在同一光轴上。
5.如权利要求3所述的定量修补装置，其特征在于，所述第二计时器远离所述第二分光镜的一端设有第一自动对焦单元，该第一自动对焦单元与所述第二计时器为同一光轴。
6.如权利要求2所述的定量修补装置，其特征在于，所述参考测距系统包括第二反射镜、第三分光镜、第四分光镜及取样镜头，该第二反射镜的镜面与所述第一分光镜的镜面平行，该第三分光镜镜面与该第二反射镜镜面平行，且两者镜面法线方向相同，该第四分光镜镜面与第三分光镜镜面垂直；经过所述第一分光镜反射到第二反射镜的激光束反射后依次透过第三分光镜与第四分光镜，经过取样镜头到达基底的参照平面上，经参照平面反射后激光束透过该第四分光镜入射至第三分光镜，并经第三分光镜反射后到达所述第二计时器；所述定量修补装置还包括有能减小激光能量、防止从取样镜头出射的激光损伤参照平面的衰减镜片。
7.如权利要求6所述的定量修补装置，其特征在于，所述第四分光镜的反射面的一侧设有第二自动对焦单元，激光束经基底的参照平面反射后入射至所述第四分光镜，该第四分光镜将光束分为两束，一部分反射后到达该第二自动对焦单元进行实时跟踪对焦。
8.如权利要求2所述的定量修补装置，其特征在于，所述定量修补装置还包括有设于所述衰减器与第一分光镜之间光路上的第一反射镜，所述激光源、第一计时器与衰减器的光轴与该第一反射镜镜面法线呈45°角，该第一反射镜镜面法线与所述第一分光镜镜面法线垂直。
9.一种利用权利要求2所述的定量修补装置实现的定量修补方法，其特征在于，该方法包括：
步骤1：校准，将取样镜头与修补镜头移至基底的参照平面，激发激光，激光经过第一计时器后触发第二计时器开始计时工作，经过第一分光镜后激光形成两条光路，分别通过参考测距系统与实际测距系统到达参照平面后反射回第二计时器，第二计时器记录下两束激光的到达的时间差A秒；
步骤2：修补并测量，将修补镜头移至加工表面的异物处，取样镜头移动至参照平面，激发激光，重复步骤1，接收并记录下两束激光到达第二计时器的时间差B秒；
步骤3：比对并调节，若B-A>0，异物高度Height=（B-A）*c/10^6；若B-A=0，异物高度Height=0；若B-A<0，则表示已损伤膜层，此处c为光速。
10.如权利要求9所述的定量修补方法，其特征在于，所述步骤3中，若B-A>0，当异物高度下降为第一次轰击时的一半，通过计算机控制衰减器减小输出光强，当异物高度数值再减小一半，计算机继续调控减小衰减器输出光强，直至异物高度为0；若B-A=0，通过计算机调整衰减器输出为0%，同时计算机控制激光源停止输出；若B-A<0，通过计算机直接停止激光源工作并调整衰减器输出为0%。
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