CN113172352A - 一种柔性屏幕的激光加工方法及激光加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性屏幕的激光加工方法及设备，本发明的一种激光加工方法包括以下方法步骤：S1.将待加工的柔性屏幕定位产品在真空吸附定位平台上；S2.CCD视觉定位系统对柔性屏幕进行高精度扫描计算，补偿位置和角度；S3.采用紫外超快激光源对柔性屏幕上侧的高分子材料膜进行外形切割加工；S4.切换成红外超快激光源，对柔性屏幕的UTG超薄玻璃重复进行外形切割加工；S5.切换成紫外超快激光源，对柔性屏幕下侧的高分子材料膜重复进行外形切割加工；S6.CCD视觉定位系统对加工完成的柔性屏幕进行尺寸检测。本发明能一次对柔性屏幕装夹定位，效率高，能同时激光切割加工UTG超薄玻璃和高分子材料膜，两种材料属性兼容性强，极大提升工艺制程能力及切割品质效果。
Description
技术领域
本发明涉及柔性屏幕加工技术领域，特别涉及一种柔性屏幕的激光加工方法及激光加工设备。
背景技术
随着显示技术的发展，在可折叠柔性显示屏行业中，其使用的折叠屏材料主要为透明无色聚酰亚胺(CPI) 和超薄玻璃(UTG)两种，预计到2023年UTG将超过CPI需求量，折叠屏手机可达到4500万台。在激光加工切割工艺上，虽然CPI激光加工切割技术及UTG激光加工切割技术已经成熟，但是UTG+CPI/PET复合膜材料的激光加工切割则属于新工艺优化阶段，因UTG为脆性玻璃，而复合膜材料（OCA+PET/CPI等）为高分子材料，两者属于不同材质特性，现有同一种激光光源不能兼容同时加工，因此两种材料需使用不同波长的激光进行加工，要进行多次装夹定位，效率低，且不同材料的尺寸重合精度易存在误差，现有加工应用能力，不能针对复合材料与UTG超薄玻璃进行整体一次性的激光加工。
发明内容
本发明要解决的技术问题是根据上述现有技术的不足，提供一种柔性屏幕的激光加工方法，该激光加工方法能一次对柔性屏幕装夹定位，效率高，能同时激光切割加工UTG超薄玻璃和高分子材料膜，两种材料属性兼容性强，极大提升工艺制程能力及切割品质效果；与此同时，本发明还要提供一种柔性屏幕的激光加工设备。
为解决上述第一个技术问题，本发明的第一技术方案是：一种柔性屏幕的激光加工方法，所述柔性屏幕包括UTG超薄玻璃，UTG超薄玻璃的上侧和下侧分别胶结有高分子材料膜，包括以下加工步骤：
S1.将待加工的柔性屏幕定位产品在真空吸附定位平台上；
S2.CCD视觉定位系统对柔性屏幕进行高精度扫描计算，补偿位置和角度；
S3.采用紫外超快激光源对柔性屏幕上侧的高分子材料膜进行外形切割加工；
S4.切换成红外超快激光源，对柔性屏幕的UTG超薄玻璃重复进行外形切割加工；
S5.切换成紫外超快激光源，对柔性屏幕下侧的高分子材料膜重复进行外形切割加工；
S6.CCD视觉定位系统对加工完成的柔性屏幕进行尺寸检测。
优选地，所述高分子材料膜为PET或CPI材料膜，PET或CPI材料膜通过OCA材料胶结在UTG超薄玻璃的上侧和下侧。
为解决上述第一个技术问题，本发明的第二技术方案是：一种柔性屏幕的激光加工方法，所述柔性屏幕包括UTG超薄玻璃，UTG超薄玻璃的上侧和下侧分别胶结有高分子材料膜，包括以下加工步骤：
S1.将待加工的柔性屏幕产品定位在真空吸附定位平台上；
S2.CCD视觉定位系统对柔性屏幕进行高精度扫描计算，补偿位置和角度；
S3.采用紫外超快激光源对柔性屏幕上侧的高分子材料膜进行外形切割加工；
S4.翻转柔性屏幕产品，继续采用紫外超快激光源对柔性屏幕下侧的高分子材料膜重复进行外形切割加工；
S5.切换成红外超快激光源，对柔性屏幕的UTG超薄玻璃重复进行外形切割加工；
S6.CCD视觉定位系统对加工完成的柔性屏幕进行尺寸检测。
优选地，所述高分子材料膜为PET或CPI材料膜，PET或CPI材料膜通过OCA材料胶结在UTG超薄玻璃的上侧和下侧。
为解决上述第一个技术问题，本发明的第三技术方案是：一种柔性屏幕的激光加工方法，所述柔性屏幕包括UTG超薄玻璃，UTG超薄玻璃的上侧胶结有高分子材料膜，包括以下加工步骤：
S1.将待加工的柔性屏幕产品定位在真空吸附定位平台上；
S2.CCD视觉定位系统对柔性屏幕进行高精度扫描计算，补偿位置和角度；
S3.采用紫外超快激光源对柔性屏幕上侧的高分子材料膜进行外形切割加工；
S4.切换成红外超快激光源，对柔性屏幕的UTG超薄玻璃重复进行外形切割加工；
S5.CCD视觉定位系统对加工完成的柔性屏幕进行尺寸检测。
优选地，所述高分子材料膜为PET或CPI材料膜，PET或CPI材料膜通过OCA材料胶结在UTG超薄玻璃的上侧。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：一种柔性屏幕的激光加工设备，包括控制系统，控制系统电连接有真空吸附定位平台、CCD视觉定位系统、紫外超快激光系统、红外超快激光系统、紫外激光切割头、红外激光切割头、运动控制系统；所述真空吸附定位平台用于真空吸附定位柔性屏幕产品，所述CCD视觉定位系统用于对柔性屏幕进行高精度对位；所述紫外超快激光系统用于产生和传输紫外超快激光源，该紫外超快激光源通过紫外激光切割头对柔性屏幕的高分子材料膜进行外形切割加工；所述红外超快激光系统用于产生和传输红外超快激光源，该红外超快激光源通过红外激光切割头对柔性屏幕的UTG超薄玻璃进行外形切割加工；所述运动控制系统用于调节紫外激光切割头的XYZ轴位置和红外激光切割头的XYZ轴位置。
优选地，所述紫外超快激光源为紫外皮秒激光源或紫外飞秒激光源，所述红外超快激光源为红外皮秒激光源或红外飞秒激光源，所述运动控制系统包括X轴传动装置、Y轴传动装置和Z轴传动装置。
优选地，所述真空吸附定位平台具有翻转机构，该翻转机构用于自动翻转吸附在真空吸附定位平台之上的柔性屏幕产品。
本发明的有益效果是：其一、本发明激光加工方法和激光加工设备能通过真空吸附定位平台一次对柔性屏幕装夹定位，效率高；其二、本发明激光加工方法和激光加工设备通过CCD视觉定位系统一次对柔性屏幕进行高精度扫描计算，补偿位置和角度，极大地提高了激光加工切割精度，效率高；其三、本发明激光加工方法和激光加工设备采用紫外超快激光源对柔性屏幕上侧及下侧的高分子材料膜进行外形切割加工，采用红外超快激光源对柔性屏幕的UTG超薄玻璃进行外形切割加工，能同时激光切割加工UTG超薄玻璃和高分子材料膜，两种材料属性兼容性强，极大提升工艺制程能力及切割品质效果。
附图说明
图1为实施例一中柔性屏幕的加工顺序图。
图2为实施例二中柔性屏幕的加工顺序图。
图3为实施例三中柔性屏幕的加工顺序图。
图4为实施例四中激光加工设备的方框结构示意图。
图中：1.UTG超薄玻璃；2.高分子材料膜；3.OCA材料；4.控制系统；5.真空吸附定位平台；6.CCD视觉定位系统；7.紫外超快激光系统；8.红外超快激光系统；9.紫外激光切割头；10.红外激光切割头；11.运动控制系统；12.翻转机构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
实施例一
如图1所示，本发明为一种柔性屏幕的激光加工方法，所述柔性屏幕包括UTG超薄玻璃1，UTG超薄玻璃1的上侧和下侧分别胶结有高分子材料膜2，包括以下加工步骤：
S1.将待加工的柔性屏幕定位产品在真空吸附定位平台上，真空吸附定位平台设置有专用治具吸附柔性屏幕，此步骤柔性屏幕的结构参见图1中a部分；
S2.CCD视觉定位系统对柔性屏幕进行高精度扫描计算，补偿位置和角度，使后续步骤S3、S4、S5中的紫外超快激光源或红外超快激光源能精准切割加工；
S3.采用紫外超快激光源对柔性屏幕上侧的高分子材料膜进行外形切割加工，此步骤切割加工完成之后的柔性屏幕结构参见图1中b部分；
S4.切换成红外超快激光源，对柔性屏幕的UTG超薄玻璃重复进行外形切割加工，此步骤切割加工完成之后的柔性屏幕结构参见图1中c部分；
S5.切换成紫外超快激光源，对柔性屏幕下侧的高分子材料膜重复进行外形切割加工，此步骤切割加工完成之后的柔性屏幕结构参见图1中d部分；
S6.CCD视觉定位系统对加工完成的柔性屏幕进行尺寸检测，检测出良品和不良品。
在本实用例中，所述高分子材料膜为PET或CPI材料膜2，PET或CPI材料膜2通过OCA材料3胶结在UTG超薄玻璃1的上侧和下侧。CPI(Colorless PolyiMide)为无色聚酰亚胺，OCA（Optically Clear Adhesive）具有无色透明、光透过率在90%以上、胶结强度良好，可在室温或中温下固化，且有固化收缩小等特点。
实施例二
如图2所示，本发明为一种柔性屏幕的激光加工方法，所述柔性屏幕包括UTG超薄玻璃1，UTG超薄玻璃1的上侧和下侧分别胶结有高分子材料膜2，包括以下加工步骤：
S1.将待加工的柔性屏幕产品定位在真空吸附定位平台上，真空吸附定位平台设置有专用治具吸附柔性屏幕，此步骤柔性屏幕的结构参见图2中a部分；
S2.CCD视觉定位系统对柔性屏幕进行高精度扫描计算，补偿位置和角度，使后续步骤S3、S4、S5中的紫外超快激光源或红外超快激光源能精准切割加工；
S3.采用紫外超快激光源对柔性屏幕上侧的高分子材料膜进行外形切割加工，此步骤切割加工完成之后的柔性屏幕结构参见图2中b部分；
S4.翻转柔性屏幕产品，继续采用紫外超快激光源对柔性屏幕下侧的高分子材料膜重复进行外形切割加工，此步骤切割加工完成之后的柔性屏幕结构参见图2中c部分；
S5.切换成红外超快激光源，对柔性屏幕的UTG超薄玻璃重复进行外形切割加工，此步骤切割加工完成之后的柔性屏幕结构参见图2中d部分；
S6.CCD视觉定位系统对加工完成的柔性屏幕进行尺寸检测。
在本实用例中，所述高分子材料膜为PET或CPI材料膜2，PET或CPI材料膜2通过OCA材料3胶结在UTG超薄玻璃1的上侧和下侧。CPI(Colorless PolyiMide)为无色聚酰亚胺，OCA（Optically Clear Adhesive）具有无色透明、光透过率在90%以上、胶结强度良好，可在室温或中温下固化，且有固化收缩小等特点。
实施例三
如图3所示，本发明为一种柔性屏幕的激光加工方法，所述柔性屏幕包括UTG超薄玻璃1，UTG超薄玻璃1的上侧胶结有高分子材料膜2，包括以下加工步骤：
S1.将待加工的柔性屏幕产品定位在真空吸附定位平台上，真空吸附定位平台设置有专用治具吸附柔性屏幕，此步骤柔性屏幕的结构参见图3中a部分；
S2.CCD视觉定位系统对柔性屏幕进行高精度扫描计算，补偿位置和角度，使后续步骤S3、S4中的紫外超快激光源或红外超快激光源能精准切割加工；
S3.采用紫外超快激光源对柔性屏幕上侧的高分子材料膜进行外形切割加工，此步骤切割加工完成之后的柔性屏幕结构参见图3中b部分；
S4.切换成红外超快激光源，对柔性屏幕的UTG超薄玻璃重复进行外形切割加工，此步骤切割加工完成之后的柔性屏幕结构参见图3中c部分；
S5.CCD视觉定位系统对加工完成的柔性屏幕进行尺寸检测。
在本实用例中，所述高分子材料膜为PET或CPI材料膜2，PET或CPI材料膜2通过OCA材料3胶结在UTG超薄玻璃1的上侧。CPI(Colorless PolyiMide)为无色聚酰亚胺，OCA（Optically Clear Adhesive）具有无色透明、光透过率在90%以上、胶结强度良好，可在室温或中温下固化，且有固化收缩小等特点。
实用例四
如图4所示，结合参考图1、图2和图3，本实施例为实现实施例一、实施例二和实施例三所述柔性屏幕的激光加工方法的激光加工设备，该柔性屏幕的激光加工设备包括控制系统4，控制系统4电连接有真空吸附定位平台5、CCD视觉定位系统6、紫外超快激光系统7、红外超快激光系统8、紫外激光切割头9、红外激光切割头10、运动控制系统11；所述真空吸附定位平台5用于真空吸附定位柔性屏幕产品，所述CCD视觉定位系统6用于对柔性屏幕进行高精度对位；所述紫外超快激光系统7用于产生和传输紫外超快激光源，该紫外超快激光源通过紫外激光切割头9对柔性屏幕的高分子材料膜2进行外形切割加工；所述红外超快激光系统8用于产生和传输红外超快激光源，该红外超快激光源通过红外激光切割头10对柔性屏幕的UTG超薄玻璃1进行外形切割加工；所述运动控制系统11用于调节紫外激光切割头9的XYZ轴位置和红外激光切割头10的XYZ轴位置。
在本发明中，所述紫外超快激光源为紫外皮秒激光源或紫外飞秒激光源，超短脉冲紫外冷激光，采用更高的单脉冲能量对复合材料OCA+PET/CPI的加工；所述红外超快激光源为红外皮秒激光源或红外飞秒激光源，所述运动控制系统11包括X轴传动装置、Y轴传动装置和Z轴传动装置。所述紫外激光切割头9、红外激光切割头10采用贝赛尔光学切割头，光斑大小聚焦后可达1μm。
在本发明中，所述真空吸附定位平台5具有翻转机构12，该翻转机构12用于自动翻转吸附在真空吸附定位平台5之上的柔性屏幕产品。
以上所述，仅是本发明较佳实施方式，凡是依据本发明的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种柔性屏幕的激光加工方法，所述柔性屏幕包括UTG超薄玻璃，UTG超薄玻璃的上侧和下侧分别胶结有高分子材料膜，其特征在于，包括以下加工步骤：
S1.将待加工的柔性屏幕定位产品在真空吸附定位平台上；
S2.CCD视觉定位系统对柔性屏幕进行高精度扫描计算，补偿位置和角度；
S3.采用紫外超快激光源对柔性屏幕上侧的高分子材料膜进行外形切割加工；
S4.切换成红外超快激光源，对柔性屏幕的UTG超薄玻璃重复进行外形切割加工；
S5.切换成紫外超快激光源，对柔性屏幕下侧的高分子材料膜重复进行外形切割加工；
S6.CCD视觉定位系统对加工完成的柔性屏幕进行尺寸检测。
2.根据权利要求1所述柔性屏幕的激光加工方法，其特征在于：所述高分子材料膜为PET或CPI材料膜，PET或CPI材料膜通过OCA材料胶结在UTG超薄玻璃的上侧和下侧。
3.一种柔性屏幕的激光加工方法，所述柔性屏幕包括UTG超薄玻璃，UTG超薄玻璃的上侧和下侧分别胶结有高分子材料膜，其特征在于，包括以下加工步骤：
S1.将待加工的柔性屏幕产品定位在真空吸附定位平台上；
S2.CCD视觉定位系统对柔性屏幕进行高精度扫描计算，补偿位置和角度；
S3.采用紫外超快激光源对柔性屏幕上侧的高分子材料膜进行外形切割加工；
S4.翻转柔性屏幕产品，继续采用紫外超快激光源对柔性屏幕下侧的高分子材料膜重复进行外形切割加工；
S5.切换成红外超快激光源，对柔性屏幕的UTG超薄玻璃重复进行外形切割加工；
S6.CCD视觉定位系统对加工完成的柔性屏幕进行尺寸检测。
4.根据权利要求3所述柔性屏幕的激光加工方法，其特征在于：所述高分子材料膜为PET或CPI材料膜，PET或CPI材料膜通过OCA材料胶结在UTG超薄玻璃的上侧和下侧。
5.一种柔性屏幕的激光加工方法，所述柔性屏幕包括UTG超薄玻璃，UTG超薄玻璃的上侧胶结有高分子材料膜，其特征在于，包括以下加工步骤：
S1.将待加工的柔性屏幕产品定位在真空吸附定位平台上；
S2.CCD视觉定位系统对柔性屏幕进行高精度扫描计算，补偿位置和角度；
S3.采用紫外超快激光源对柔性屏幕上侧的高分子材料膜进行外形切割加工；
S4.切换成红外超快激光源，对柔性屏幕的UTG超薄玻璃重复进行外形切割加工；
S5.CCD视觉定位系统对加工完成的柔性屏幕进行尺寸检测。
6.根据权利要求5所述柔性屏幕的激光加工方法，其特征在于：所述高分子材料膜为PET或CPI材料膜，PET或CPI材料膜通过OCA材料胶结在UTG超薄玻璃的上侧。
7.一种柔性屏幕的激光加工设备，其特征在于：包括控制系统，控制系统电连接有真空吸附定位平台、CCD视觉定位系统、紫外超快激光系统、红外超快激光系统、紫外激光切割头、红外激光切割头、运动控制系统；所述真空吸附定位平台用于真空吸附定位柔性屏幕产品，所述CCD视觉定位系统用于对柔性屏幕进行高精度对位；所述紫外超快激光系统用于产生和传输紫外超快激光源，该紫外超快激光源通过紫外激光切割头对柔性屏幕的高分子材料膜进行外形切割加工；所述红外超快激光系统用于产生和传输红外超快激光源，该红外超快激光源通过红外激光切割头对柔性屏幕的UTG超薄玻璃进行外形切割加工；所述运动控制系统用于调节紫外激光切割头的XYZ轴位置和红外激光切割头的XYZ轴位置。
8.根据权利要求7所述柔性屏幕的激光加工设备，其特征在于：所述紫外超快激光源为紫外皮秒激光源或紫外飞秒激光源，所述红外超快激光源为红外皮秒激光源或红外飞秒激光源，所述运动控制系统包括X轴传动装置、Y轴传动装置和Z轴传动装置。
9.根据权利要求7所述柔性屏幕的激光加工设备，其特征在于：所述真空吸附定位平台具有翻转机构，该翻转机构用于自动翻转吸附在真空吸附定位平台之上的柔性屏幕产品。
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