CN107776178A - 激光剥离和贴膜一体装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光剥离和贴膜一体设备，实现剥离和贴膜整体解决方案，能有效提高激光剥离系统产能利用率，达到生产节拍要求。而且节省净化间占地面积和厂务费用，显著降低柔性显示制造成本。进一步的，本发明的方案中，其进一步采用了双激光剥离工件台、双柔性屏载台转盘系统和双载膜台的设计，从而使得整个运作非单线运作，有效提高了工作效率，降低了制造成本。

Description

激光剥离和贴膜一体装置

技术领域

本发明涉及OLED柔性显示制造技术，尤其涉及一种激光剥离和贴膜一体装置。

背景技术

柔性显示技术是OLED未来的重要发展方向之一，具有超轻、超薄、可卷曲、便携、抗冲击等诸多优点。FOLED的制备方式包含Roll to Roll(卷对卷)和Sheet to Sheet(片对片)两种方式。前者设备改造较大暂无法预测量产时间，后者是目前技术研究的主流，已有部分厂商实现量产。

在片对片制程工艺中，需要将柔性基底粘合在刚性载片上，然后采用传统设备即可加工，最后采用剥离工艺释放刚性载体基板上柔性显示屏。剥离方法有热剥离、化学剥离和激光剥离等，其中激光剥离被认为是最适合大规模量产的制造方式。

激光剥离制程又可分为先剥后切式和先切后剥式。前者主要应用于中大尺寸屏制程，受工艺因素影响技术难度较大良率较低，后者主要应用于中小尺寸屏，良率较高但产率相对较慢。两种方式都需要在剥离工序前，对硬屏器件表面进行上贴膜，经过清洗工序后进行激光剥离，剥离完成后，在柔性屏衬底面进行下贴膜。其中激光剥离工序和下贴膜工序可连续进行。

在中小尺寸柔性屏量产线中，传统工序的生产节拍与现有刚性屏基本相当，约为5秒。而目前激光剥离和下贴膜工序则耗时较长，约为其他工序的2倍，10秒左右。如下表：

表1为现有激光剥离设备生产节拍

表2为现有柔性贴膜设备生产节拍

其中，激光剥离设备为单工件台，上下料为串行运动，仅剥离动作用时约4秒，这使得激光器产能利用率较低，而现有激光剥离设备所采用的准分子激光器价格昂贵维护成本高，导致激光剥离设备使用成本COO较高。

对于柔性贴膜设备，受制于柔性屏传输和柔性屏贴膜工艺，生产节拍均在10秒左右，不能满足产线生产节拍要求。若简单的增加设备配比，则又会大大增加净化间占地面积和厂务费用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何通过一个整体方案实现激光剥离和柔性屏贴膜需求。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种激光剥离和贴膜一体装置，包括：

镜像设置的两个激光剥离工件台，用以从上料工位接收待剥离硬屏后轮流将所述待剥离硬屏运至剥离工位，并轮流将剥离后的硬屏运至交接工位；

镜像设置的两个柔性屏载台单元，与所述两个激光剥离工件台一一对应，从所述剥离后的硬屏中吸附柔性屏后运至贴膜工位，并将贴膜后的柔性屏传至下料工位下料；

还包括被所述两个激光剥离工件台公用的激光剥离单元及被所述两个柔性屏载台单元公用的贴膜单元。

可选的，所述贴膜单元包括水平驱动机构及两个载膜台，所述两个载膜台在所述水平驱动机构的驱动下往返于所述两个柔性屏载台单元的贴膜工位之间，且所述两个载膜台中一个载膜台在上膜工位时，另一载膜台在所述两个柔性屏载台单元中一个贴膜工位。

可选的，所述贴膜单元还包括：

载膜板，设置在所述载膜台上，用以承载保护膜；

推顶销，设置在所述载膜板下方，用于将所述载膜板顶起后与所述载膜台分离，且使所述保护膜与所述柔性屏贴合；

以及贴合滚棒，贴附于所述载膜板下表面往复运动，将所述保护膜贴紧于所述柔性屏上。

可选的，所述两个激光剥离工件台通过XY导轨实现移动。

可选的，所述两个柔性屏载台单元包括第一柔性屏载台单元和与所述第一柔性屏载台单元间隔一定距离设置的第二柔性屏载台单元，所述第一柔性屏载台单元和所述第二柔性屏载台均包括：

转盘机构，以自身中心旋转；

四个载屏部，具有以水平状态承载所述柔性屏的承载面，且所述四个载屏部围绕所述转盘机构均匀设置，在所述转盘机构的驱动下改变工位；

以及实现所述四个载屏部中每个载屏部上下翻转的转轴机构。

可选的，所述的激光剥离和贴膜一体装置还包括对准机构，所述对准机构用以对处于所述载屏部上的柔性屏进行对准。

可选的，所述第一柔性屏载台单元中的转盘机构沿顺时针方向转动，并带动所述第一柔性屏载台单元中一载屏部至第一对准工位，通过所述对准机构进行对准；所述第二柔性屏载台单元中的转盘机构沿逆时针方向转动，并带动第二柔性屏载台单元中一载屏部至第二对准工位，通过所述对准机构进行对准。

可选的，所述四个载屏部的承载面上均设有真空吸盘。

可选的，所述贴膜单元还包括膜盒、上膜传输机构、上膜对准机构、膜清洗机构、膜厚检测机构以及离型层去除机构。

本发明提供一种激光剥离和贴膜一体设备，实现剥离和贴膜整体解决方案，能有效提高激光剥离系统产能利用率，达到生产节拍要求。而且节省净化间占地面积和厂务费用，显著降低柔性显示制造成本。

进一步的，本发明的方案中，其进一步采用了双激光剥离工件台、双柔性屏载台转盘系统和双载膜台的设计，从而使得整个运作非单线运作，有效提高了工作效率，降低了制造成本。

附图说明

图1是现有技术中存在的激光剥离设备的示意图；

图中，10-工件台；11-XY导轨；12-硬屏；13-对准CCD；14-整形光束；15-整形光路；16-准分子激光器；

图2是现有技术中柔性显示器件的示意图；

图中，20-玻璃基板；21-PI膜；22-FOLED器件；23-保护膜；24-离型层；

图3是现有技术中存在的贴膜设备的示意图；

图中，30-转盘；31-密集孔状真空吸盘；32-传送带；33-清洗滚轮组件；34-剥离回收盒；35-交接位；36-贴膜位；37-下料位；38-撕膜位；39-闲置位；310-滚轮压合组件；311-二维码读取组件；312-粗对准组件；313-上膜位；314-检膜厚组件；315-膜盒；316-下料盒；

图4是本发明一可选实施例中激光剥离和贴膜一体装置的示意图；

图5是本发明一可选实施例中两个所述激光剥离工件台的示意图；

图6是本发明一可选实施例中两个所述激光剥离工件台的工作流程示意图；

图7是本发明一可选实施例中柔性屏载台转盘系统的示意图；

图8是本发明一可选实施例中载膜台以及贴膜工位的示意图；

图9是本发明一可选实施例中载膜板的示意图；

图10是本发明一可选实施例中贴膜的过程的示意图；

图中，401-硬屏吸附传输系统；402-XY导轨；403-硬屏；404-整形光束；405-对准CCD；406-夹勾吸附传输系统；407-激光剥离工件台；408-转轴机构；409-密集孔状真空吸盘；410-对准机构；411-撕膜滚轮；412-上膜对准机构；413-贴膜工位；414-贴膜工位；415-上膜工位；416-滚轮清洗组件；417-载膜台；418-导轨；419-柔性载膜区；420-待贴膜；421-载膜板；422-顶推销；423-贴合滚棒；424-交接工位；425-准分子激光器；426-整形光路；427-基板回收盒；428-转盘机构；429-下料台；430-二次压合机构；431-膜盒；432-粗对准组件；433-膜厚检测机构；434-转接台；435-二维码读取组件；436-下料盒。

具体实施方式

以下将结合图1至图10对本发明提供的激光剥离和贴膜一体装置进行详细的描述，其为本发明可选的实施例，可以认为，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。

请参考图4，并结合其他附图，本发明提供了一种激光剥离和贴膜一体装置，包括：

镜像设置的两个激光剥离工件台407，请参考图5，用以从上料工位接收待剥离硬屏后轮流将所述待剥离硬屏403运至剥离工位，并轮流将剥离后的硬屏运至交接工位；

为了理解激光剥离，还请参考图1，其为现有技术中的激光剥离设备，主要包括准分子激光器16、整形光路15、对准系统、剥离腔体和工件台10等。工件台10可以通过XY导轨11移动，对准系统可以采用对准CCD13。其中，由准分子激光器16产生的激光束通过整形光路15，变为均匀的长方形光束，即整形光束14，照射待剥离的OLED器件背面，透过玻璃基板在PI膜表面吸收反应，使玻璃基板与柔性OLED器件分离，即基板与柔性屏分离。如图2为常见的待剥离柔性OLED器件结构，即硬屏的示意图，依次包括玻璃基板20；PI膜21；FOLED器件22；保护膜23；离型层24，通常一个中小尺寸屏的剥离时间月为5秒左右。

基于以上基本功能，本发明可选的实施例中，有关两个所述激光剥离工件台407，所述激光剥离工件台407通过XY导轨402实现移动，进而将所述柔性屏和基板运至剥离位置和交接位置。工件台可进行六自由度运动。当上载待剥离基板后，所述激光剥离工件台407运动至对准CCD405下，获取待剥离基板上的特征标记并进行对准，对准完成后基板一端运动至激光整形光束下，按照设定步进运动完成剥离，单个工件台运动轨迹与常见剥离设备一致。

请参考图6中图6A至图6J，本发明中双工件台的运动流程如下：

图6A中，其为步骤1，处于待机状态；

图6B中，其为步骤2，在左边的激光剥离工件台407上进行上料，交接得到硬屏403；

图6C中，其为步骤3，左边的激光剥离工件台407进行对准，右边的激光剥离工件台407进行上料；

图6D中，其为步骤4，左边的激光剥离工件台407移动至相应位置进行剥离，右边的激光剥离工件台407此时进行等待；

图6E中，其为步骤5，左边的激光剥离工件台407进行下料，右边的激光剥离工件台407开始对准；

图6F中，其为步骤6，左边的激光剥离工件台407移动回上料位，进行上料，右边的激光剥离工件台407移动到相应位置进行剥离；

图6G中，其为步骤7，左边的激光剥离工件台407进行上料，右边的激光剥离工件台407也可完成剥离了；

图6H中，其为步骤8，左边的激光剥离工件台407进行对准，右边的激光剥离工件台407移动至下料位进行下料；

图6I中，其为步骤9，左边的激光剥离工件台407进行剥离，右边的激光剥离工件台407再回到上料位；

图6J中，其为步骤10，左边的激光剥离工件台407完成剥离，右边的激光剥离工件台407进行上料。

镜像设置的两个柔性屏载台单元，与所述两个激光剥离工件台一一对应，从所述剥离后的硬屏中吸附柔性屏后运至贴膜工位，并将贴膜后的柔性屏传至下料工位下料；

为了理解柔性屏载台单元，请参考图3，其为常见的用于柔性显示制造领域的下贴膜设备结构图，主要包括柔性屏吸盘31、贴膜位36，待贴膜转盘30、取膜清洗粗对准系统和下料传输系统等。通过分别对柔性屏和待贴膜对准后，进入贴膜工位完成贴膜。由于需要控制贴膜精度和排除贴膜气泡，一个中小尺寸屏的贴膜时间需10s以上。

本发明可选的实施例中，

所述两个柔性屏载台单元包括第一柔性屏载台单元和与所述第一柔性屏载台单元间隔一定距离设置的第二柔性屏载台单元，所述第一柔性屏载台单元和所述第二柔性屏载台均包括：

转盘机构428，以自身中心旋转；

四个载屏部，具有以水平状态承载所述柔性屏的承载面，且所述四个载屏部围绕所述转盘机构均匀设置，在所述转盘机构的驱动下改变工位；

以及实现所述四个载屏部中每个载屏部上下翻转的转轴机构408。

结合到图4和图7示意的实施例中，所述的激光剥离和贴膜一体装置还包括对准机构410，所述对准机构用以对处于所述载屏部上的柔性屏进行对准。

进一步来说，所述第一柔性屏载台单元中的转盘机构428沿顺时针方向转动，并带动所述第一柔性屏载台单元中一载屏部至第一对准工位，通过所述对准机构410进行对准；所述第二柔性屏载台单元中的转盘机构428沿逆时针方向转动，并带动第二柔性屏载台单元中一载屏部至第二对准工位，通过所述对准机构进行对准。结合图中来说，左边的转盘机构428绕顺时针方向旋转，右边的转盘机构428绕逆时针方向旋转。所述柔性屏载台单元通过夹勾吸附传输机构406交接所述柔性屏，当然也可包括其对应的被剥离的基板。所述四个载屏部的承载面上均设有真空吸盘，具体来说，可采用密集孔状真空吸盘409。

进一步可选的方案中，所述载屏部的数量为四个，从而使得同一时刻，四个所述载屏部分别处于交接工位、对准工位、贴膜工位和下料工位。。

具体的，双柔性屏载台转盘系统，主要包括2个可水平向转动的4工位转盘。每个工位上配置了密集孔状真空吸盘409，有利于更好的吸附柔性屏。上侧2个工位为交接工位，激光剥离完成后的柔性屏被放置到该工位，并通过吸嘴将分离后的玻璃基板取出，放入基板回收盒。左边转盘机构428顺时针转动，右边转盘机构428逆时针转动，并通过转轴机构408翻转使柔性屏面朝下，两个转盘机构428间配置了柔性屏对准机构，可分别对2个工位上的柔性屏特征标记进行对准。下侧2个工位为贴膜工位，柔性屏和膜对准完成后进行贴膜。最左侧和最右侧的2个工位为下料工位，通过吸嘴传输将转盘上已完成贴膜的柔性屏吸取放置到下料台429上。

所述激光剥离和贴膜一体装置还包括被所述两个激光剥离工件台公用的激光剥离单元及被所述两个柔性屏载台单元公用的贴膜单元；

请参考图4和图8，有关所述贴膜单元：

所述贴膜单元包括水平驱动机构及两个载膜台417，所述两个载膜台417在所述水平驱动机构的驱动下往返于所述两个柔性屏载台单元的贴膜工位413之间，且所述两个载膜台417中一个载膜台417在上膜工位415时，另一载膜台417在所述两个柔性屏载台单元中一个贴膜工位413。当其中之一所述载膜台417处于上膜工位415时，另一所述载膜台417处于贴膜工位413。

以上方案给出了贴膜过程中所需的位置变化，下文对具体的贴膜所用设备进行展开，具体来说，所述贴膜单元还包括：

载膜板421，设置在所述载膜台417上，用以承载保护膜；

推顶销422，设置在所述载膜板421下方，用于将所述载膜板421顶起后与所述载膜台417分离，且使所述保护膜与所述柔性屏贴合；

以及贴合滚棒423，贴附于所述载膜板421下表面往复运动，将所述保护膜贴紧于所述柔性屏上。

可见，贴膜单元，可以用作撕掉处于上膜工位415的所述载膜板421上的待贴膜的离型层，以及，将处于贴膜工位413的所述载膜板上的待贴膜顶推、贴合至处于所述贴膜工位的柔性屏，进而完成贴膜。

本发明可选的实施例中，所述贴膜单元还包括膜盒431、上膜传输机构、上膜对准机构412、膜清洗机构、膜厚检测机构433以及离型层去除机构。

对于离型层去除机构，为实现撕掉离型层，可以采用撕膜滚轮411，所述撕膜滚轮411上具有撕膜胶带，进而通过在处于上膜位置415的所述待贴膜上的滚动黏附撕除所述待贴膜的离型层。

为了实现贴膜，请参考图8至图10，所述顶推销422被驱动将处于贴膜位置413的所述载膜板421及其上的待贴膜420自载膜台417向处于贴膜工位414的所述柔性屏顶推。进一步，还可实现定位，顶推销422还被膜对准机构412驱动进行平移，从而实现待贴膜的对准。在可选实施例中，顶推销422设于转接台434，转接台434可实现移动，顶推销422可在转接台434上进行伸缩，进而实现前文提到的顶推。

基于以上，可以参考图10中图10A至图10D理解贴膜的流程；

图10A中，步骤1，载膜台417移动至待贴膜的工位，顶推销422上升；

图10B中，步骤2，通过顶推销422将载膜板421顶起，脱离载膜台417，移动至贴膜工位414进行对准；

图10C中，步骤3，经过对准的柔性屏载台转动至顶推销422上方，使得载膜板421上升与其接近；

图10D中，步骤4，顶推销422或者说转接台下方的贴合滚棒423上升，顶起膜与柔性屏贴合，滚动至完全贴膜。

为了实现上膜，在本发明可选的实施例中，所述载膜板421被上膜吸附机构上载到所述载膜台417。所述载膜板421经清洗和粗对准后被上载到所述载膜台417。两个所述载膜台同步实现平移，从而实现贴膜工位413与上膜工位415的转化。可见，本发明可选方案采用一体式双工位的方式进行贴膜。

具体来说，可以通过上膜吸嘴将清洗粗对准后的膜上载到待贴膜载台，一体式载台向左侧移动时，左侧的载膜台417在待贴膜位即可进行贴膜流程，右侧的载膜台417在上膜位置415即可进行上膜，反之则相反。上载至载膜台417后，撕膜滚轮411移至紧贴膜，转动滚轮上的撕膜胶带，可撕掉膜的离型层，露出待贴膜。转接台将载膜板顶起进入贴膜位，完成贴膜。

具体地，请参考图9，载膜板421可与载膜台417分离，通过顶推销422顶起并移动至对准CCD下进行对准，对准完成后顶推销422继续移动至贴膜位，此时待贴膜面朝上位于下侧，而转动至贴膜工位414的柔性屏面朝下位于上侧。顶推销422继续上升至与柔性屏接近，此时顶推销422下方的滚棒423上升，顶起柔性载膜区419，软膜与柔性屏贴合，滚动至完全贴膜。

总结以上可见，采用本发明装置的激光剥离和贴膜方法可以描述为如下：

硬屏吸附传输系统从外部交接台取屏，先后传输至两个激光剥离工件台407，双工件台进行内部循环(如图6所示)，分别将剥离后的柔性屏和基板通过夹勾吸附传输系统406传送至双柔性屏载台转盘系统。吸嘴将分离后的玻璃基板取出放入基板回收盒427，然后转盘428转动和转轴408翻转至柔性屏对准机构410进行对准。对准完成后进入贴膜工位，与对准后的膜进行贴合。

另一方面，待贴膜从膜盒431取出，至检膜厚组件433检测膜厚位确认只取了一张膜。然后待贴膜进入滚轮清洗对膜正反面进行去离子水滚动清洗，清洗完成后通过粗对准组件432进行粗对准。完成粗对准后由吸嘴吸附待贴膜并传输至一体式双工位待贴膜载台，左右2个载台分别对应左右2个柔性屏载台。定推销422将载膜板顶起取出移动至对准CCD下进行对准，对准完成后继续移至贴膜工位，上移接近柔性屏，滚棒上升顶起软膜与柔性屏贴合，滚动至完全贴膜。

以上完成柔性屏和膜贴合后转盘转动至下料位，吸嘴将完成贴膜的柔性屏放置到下料台429上。下料台429移动至二次压合机构430进行二次滚压，滚压完成后柔性屏经转接台移至二维码读取组件435读取，最后柔性屏传输至下料盒，完成整个流程。

可见，本发明提供一种激光剥离和贴膜一体设备，实现剥离和贴膜整体解决方案，能有效提高激光剥离系统产能利用率，达到生产节拍要求。而且节省净化间占地面积和厂务费用，显著降低柔性显示制造成本。

表3本发明提供的激光剥离和贴膜一体设备生产节拍计算结果

由上表计算可知，激光剥离、柔性屏传输、膜传输和柔性屏贴膜生产节拍均降至5秒左右。

综上所述，本发明提供一种激光剥离和贴膜一体设备，实现剥离和贴膜整体解决方案，能有效提高激光剥离系统产能利用率，达到生产节拍要求。而且节省净化间占地面积和厂务费用，显著降低柔性显示制造成本。

进一步的，本发明的方案中，其进一步采用了双激光剥离工件台、双柔性屏载台转盘系统和双载膜台的设计，从而使得整个运作非单线运作，有效提高了工作效率，降低了制造成本。

Claims (9)

1.一种激光剥离和贴膜一体装置，其特征在于：包括：

镜像设置的两个激光剥离工件台，用以从上料工位接收待剥离硬屏后轮流将所述待剥离硬屏运至剥离工位，并轮流将剥离后的硬屏运至交接工位；

镜像设置的两个柔性屏载台单元，与所述两个激光剥离工件台一一对应，从所述剥离后的硬屏中吸附柔性屏后运至贴膜工位，并将贴膜后的柔性屏传至下料工位下料；

还包括被所述两个激光剥离工件台公用的激光剥离单元及被所述两个柔性屏载台单元公用的贴膜单元。

2.如权利要求1所述的激光剥离和贴膜一体装置，其特征在于：所述贴膜单元包括水平驱动机构及两个载膜台，所述两个载膜台在所述水平驱动机构的驱动下往返于所述两个柔性屏载台单元的贴膜工位之间，且所述两个载膜台中一个载膜台在上膜工位时，另一载膜台在所述两个柔性屏载台单元中一个贴膜工位。

3.如权利要求2所述的激光剥离和贴膜一体装置，其特征在于：所述贴膜单元还包括：

载膜板，设置在所述载膜台上，用以承载保护膜；

推顶销，设置在所述载膜板下方，用于将所述载膜板顶起后与所述载膜台分离，且使所述保护膜与所述柔性屏贴合；

以及贴合滚棒，贴附于所述载膜板下表面往复运动，将所述保护膜贴紧于所述柔性屏上。

4.如权利要求1所述的激光剥离和贴膜一体装置，其特征在于：所述两个激光剥离工件台通过XY导轨实现移动。

5.如权利要求1所述的激光剥离和贴膜一体装置，其特征在于：所述两个柔性屏载台单元包括第一柔性屏载台单元和与所述第一柔性屏载台单元间隔一定距离设置的第二柔性屏载台单元，所述第一柔性屏载台单元和所述第二柔性屏载台均包括：

转盘机构，以自身中心旋转；

四个载屏部，具有以水平状态承载所述柔性屏的承载面，且所述四个载屏部围绕所述转盘机构均匀设置，在所述转盘机构的驱动下改变工位；

以及实现所述四个载屏部中每个载屏部上下翻转的转轴机构。

6.如权利要求5所述的激光剥离和贴膜一体装置，其特征在于：还包括对准机构，所述对准机构用以对处于所述载屏部上的柔性屏进行对准。

7.如权利要求6所述的激光剥离和贴膜一体装置，其特征在于：所述第一柔性屏载台单元中的转盘机构沿顺时针方向转动，并带动所述第一柔性屏载台单元中一载屏部至第一对准工位，通过所述对准机构进行对准；所述第二柔性屏载台单元中的转盘机构沿逆时针方向转动，并带动第二柔性屏载台单元中一载屏部至第二对准工位，通过所述对准机构进行对准。

8.如权利要求5所述的激光剥离和贴膜一体装置，其特征在于：所述四个载屏部的承载面上均设有真空吸盘。

9.如权利要求2所述的激光剥离和贴膜一体装置，其特征在于：所述贴膜单元还包括膜盒、上膜传输机构、上膜对准机构、膜清洗机构、膜厚检测机构以及离型层去除机构。