CN115547784A - 下部电极的上电介质层的加工方法和下部电极的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了下部电极的上电介质层的加工方法和下部电极的制作工艺，其中上电介质层的加工方法包括上电介质层熔射，在电极层表面进行等离子熔射形成上电介质层，其中等离子熔射的熔射路线为N条S型的扫描路径，且N条所述扫描路径的起点沿同一方向错开距离d；封孔；研磨；喷砂，其中喷砂路线与熔射路线相同。上电介质层的熔射和喷砂过程中，均采用多条偏移的路径进行，增加了叠加区域的均匀度，减少了在上电介质层表面形成的波浪形，提高上电介质层表面的均匀度。从而减少在干刻过程中因断差引起的对玻璃基片冷却的不均匀，因此减少干刻过程中mura的产生。

Description

下部电极的上电介质层的加工方法和下部电极的制作工艺

技术领域

本发明涉及显示屏加工技术领域，尤其涉及下部电极的上电介质层的加工方法和下部电极的制作工艺。

背景技术

下部电极是制作LCD和AMOLED面板的干刻设备中用到的一个核心部件，它的主要功能包括以下几个方面：通过加载在电极层上的直流电压产生静电吸附力以固定玻璃基片；通过冷却气体和冷却液以消散在干刻过程中产生的热量；通过加载射频电压以控制等离子体的能量。

参见附图1所示，为下部电极的结构示意图，包括金属基体1、涂层以及一些辅助结构(如氦气孔、lift-pin孔、电源接头等)。其中涂层又包括自靠近金属基体1到远离金属基体依次加工形成的下电介质层2、电极层3和上电介质层4，电极层3由导电材料制得。使用时，将玻璃基片4放置在加工完成的下部电极的表面，即上电介质层的表面，在电极层上施加0.5-5kV的直流电压，因此在电极层与玻璃基板之间产生极性相反的静电以吸附玻璃基板。

现有的下部电机的制作工艺包括如下步骤：基体加工→下电介质层熔射→电极层熔射→上电介质层熔射→封孔→上电介质层精加工→喷砂→粗度层熔射。但当采用现有工艺时，尤其在上电介质层熔射步骤，在用等离子熔射制作电介质层时，通常按照图2所示的上电介质层熔射路线，在电极层表面重复20-30次直至达到上电介质层的加工厚度要求。上电介质层熔射路线为蛇形，由此，在电介质层的表面形成若干相互平行的长线，长线的间隔在5-20mm。由于等离子熔射时，从熔射枪出来的陶瓷粉末成发散状，因此在沿每条长线进行熔射时，所形成的涂层宽度大于每条长线之间的间隔，即相邻的两条线之间的熔射涂层存在叠加。在经过同一路线的多次重复后，最终所形成的涂层表面成波浪形，参见附图3所示，沿长线熔射时，会在相邻的两个长线之间形成叠加区域。这个波浪形的涂层表面虽然在上电介质层精加工步骤中能被磨平，但由于叠加区域的附着力相对较差，在喷砂步骤中，叠加区域的除膜速度快，因此仍会在上电介质层表面出现波浪形。同时由于喷砂步骤中，喷砂路线与上电介质层熔射路线完全相同，沿一条喷砂路线重复进行。由于从喷砂枪出来的沙粒呈发散状，因此正对喷砂枪的地方，除膜的效率会高，而周边会比较低。因此喷砂过程本身也容易在上电介质层表面形成波浪形。

采用现有工艺加工的上电介质层表面都会形成局部的断差，在干刻过程中，这些断差的存在会导致玻璃基片与电极表面的接触存在不同，因而造成散热不均匀，在散热差的区域就会形成mura。干刻过程中产生的mura是目前困扰整个OLED面板行业的主要问题之一，严重影响OLED面板的良率，因此需要改进上电介质层的制作工艺，以减少断差的产生，从而减少mura的产生。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种下部电极的上电介质层的加工方法，加工形成的上电介质层均匀度高，段差较少，从而减少在干刻过程中形成mura的可能。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：下部电极的上电介质层的加工方法，包括如下步骤上电介质层熔射，在电极层表面进行等离子熔射形成上电介质层，其中等离子熔射的熔射路线为N条S型的扫描路径，且N条扫描路径的起点沿同一方向错开距离d；封孔，对等离子熔射形成上电介质层进行封孔处理；研磨，对封孔后的上电介质层进行研磨，直至其表面的平面度得到预设要求，并在上电介质层的四周形成凸起；喷砂，对研磨后的上电介质层的周边进行遮蔽，并对未遮蔽区进行喷砂，其中喷砂路线与熔射路线相同。

本发明的有益效果在于：熔射路线采用交错的N条S型的扫描路径，每条扫描路径的长熔射线之间的叠加区域也会交错，让整个上电介质层表面更加均匀，让叠加区域均匀化，从而减小上电介质层中各个区域内附着力上的差异，减少在后续的喷砂工序因叠加区域的附着力差所产生的断差。同样在喷砂时，也采用与熔射路线相同的喷砂路线，喷砂路线就也包括N条S型的起点交错的喷砂路径。相邻的两条喷砂路径偏移，可以将因喷砂路径中心和边缘刻蚀速率不同而造成的表面形貌的差异均匀化。

上电介质层的熔射和喷砂过程中，均采用多条偏移的路径进行，增加了叠加区域的均匀度，减少了在上电介质层表面形成的波浪形，提高上电介质层表面的均匀涂。有效减少下部电极制作过程中产生的各种断差，从而减少在干刻过程中因断差引起的对玻璃基片冷却的不均匀，因此减少干刻过程中mura的产生。

进一步来说，起始的扫描路径的起点距产品边缘的距离为D,当D≥熔射次数×d时，沿熔射路线熔射直至上电介质层厚度达到预设要求。这种情况要求，起始的第一条扫描路径的起点S距离产品边缘的距离D较大，无需重复。

当D＜熔射次数×d时，以熔射路线为一个循环，重复熔射路线直至上电介质层厚度达到预设要求。即当起始的第一条扫描路径的起点S距离产品边缘的距离D较小，N条交错的S型的扫描路径熔射后，上电介质层厚度达不到预设要求，因此再重复N条交错的S型的扫描路径，直至上电介质层厚度达标。但为了满足熔射的均匀度，N不能小于5。

进一步来说，错开距离d为1±0.5mm，且每条扫描路径的步距均为5-10mm。

进一步来说，研磨在磨床上进行，每次研磨量为2μm，用于研磨的研磨刀具为树脂内镶嵌金刚石颗粒的刀具，研磨后的上电介质层的平面度在50μm以内。树脂给与了刀具一定的缓冲，因此可以减少刀痕的产生，磨床研磨后的上电介质层粗糙度在1μm左右。

进一步来说，喷砂中，遮蔽的宽度为研磨在上电介质层的四周形成的凸起的宽度，喷砂的喷砂材料为40-100号白刚玉，喷砂压力为0.4-1MPa，喷砂后的上电介质层的粗糙度为Ra3-10μm。

进一步来说，上电介质层熔射时，采用的熔射材料为氧化铝、氧化钇中的任意一种，用以形成等离子体的气体为氩气、氩气、氢气的混合气体或者为氩气、氦气的混合气体，熔射形成的上电介质层的厚度为400-700μm。

本发明还公开了一种下部电极的制作工艺，包括如下步骤：金属基体加工；下电介质层熔射，用等离子熔射的方法在金属基体表面制作下电介质层；电极层熔射，用等离子熔射的方法在下电介质层表面制作电极层；上电介质层加工，采用上述的下部电极的上电介质层的加工方法。

采用此工艺加工形成的下部电极，表面的断差少，减少了在干刻过程中形成mura的可能。

进一步来说，下电介质层熔射中，等离子熔射的熔射路线为一条S型的熔射路径，重复一条熔射路径直至上电介质层的厚度达到预设要求，熔射路径的步距为5-10mm。

进一步来说，下电介质层熔射时，采用的熔射材料为氧化铝、氧化钇中的任意一种，用以形成等离子体的气体为氩气、氩气、氢气的混合气体或者为氩气、氦气的混合气体，熔射形成的下电介质层的厚度为200-500μm。

进一步来说，电极层熔射时，采用的熔射材料为钼、钨中的任意一种，熔射形成的电极层的厚度为20-70μm。

附图说明

图1为本发明实施例中下部电极的结构示意图；

图2为现有技术中上电介质层熔射和喷砂的路线；

图3为现有技术中上电介质层熔射后形成的上电介质层的剖视图；

图4为本发明一实施例中上电介质层熔射的熔射路线；

图5为本发明另一实施例中上电介质层熔射的熔射路线。

图中：

1、金属基体；2、下电介质层；3、电极层；4、上电介质层；41、凸起；5、玻璃基片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明的一种下部电极的制作工艺，包括如下步骤：

S1、金属基体加工，通过机加工和焊接制作金属基体1，基体材料可选择铝合金、钛合金和不锈钢。焊接的方法为真空焊接。

S2、下电介质层熔射，用等离子熔射的方法在金属基体表面制作下电介质层2。

采用的熔射材料为氧化铝、氧化钇等陶瓷材料，用以形成等离子体的气体为氩气、氩气、氢气的混合气体或者为氩气、氦气的混合气体，熔射形成的下电介质层的厚度为200-500μm。熔射功率为40-80kW。

在下电介质层熔射中，等离子熔射的熔射路线为一条S型的熔射路径，熔射路径参见附图2所示，熔射路径的具体走向为：长线熔射—短线熔射—反向长线熔射—短线熔射—长线熔射—短线熔射，按照上述规律重复行走。当完成一条熔射路径时，重复这一条熔射路径直至上电介质层的厚度达到预设要求，即沿熔射路径一次熔射完成后，重复前一次熔射路径再次熔射，直至下电介质层的厚度达到200-500μm。熔射路径的步距为5-10mm，即熔射路径中相邻的两条长熔射线之间的距离为5-10mm。

S3、电极层熔射，用等离子熔射的方法在下电介质层表面制作电极层3。

电极层熔射时，采用的熔射材料为钼、钨等在高温下化学性质稳定的材料，用于形成等离子的气体为氩气或氩气和氢气的混合气体或者为氩气和氦气的混合气体，熔射功率为50-90kW。熔射形成的电极层的厚度为20-70μm。

S4、上电介质层加工，在电极层上加工形成上电介质层4，具体包括：

S41、上电介质层熔射，在电极层表面进行等离子熔射形成上电介质层4。

上电介质层熔射时，形成的上电介质层的厚度为400-700μm，熔射材料为氧化铝、氧化钇等陶瓷。用以形成等离子体的气体为氩气、氩气和氢气的混合气体或者为氩气和氦气的混合气体。熔射功率为40-80kW。

等离子熔射的熔射路线为N条S型的扫描路径，且N条扫描路径的起点沿同一方向错开距离d。其中每条扫描路径的步距均为5-10mm，错开距离d为1±0.5mm。采用交错的N条S型的扫描路径，每条扫描路径的长熔射线之间的叠加区域也会交错，让整个上电介质层表面更加均匀，让叠加区域均匀化，从而减小上电介质层中各个区域内附着力上的差异，减少在后续的喷砂工序因叠加区域的附着力差所产生的断差。

在一个实施例中，起始的扫描路径的起点距产品边缘的距离为D,当D≥熔射次数×d时，沿熔射路线熔射直至上电介质层厚度达到预设要求。即每次扫描路径都交错1mm，直至等离子熔射形成的上电介质层厚度符合要求，其中熔射次数由上电介质层的厚度和单次熔射厚度决定。这种情况要求，起始的第一条扫描路径的起点S距离产品边缘的距离D较大。

参见附图4所示，第一条扫描路径的起点S到产品边缘的距离D≥20mm，采用步距为5mm的扫描路径，以起点S开始沿第一条扫描路径完成第一次熔射，第2次熔射的起始位置较起点S点向右移动1mm，第3次熔射的起始位置较起点S点向右移动2mm，以此类推，直至上电介质层厚度达到400-700μm，此时N大于等于20。

在另一个实施例中，扫描路径的起点距产品边缘的距离D较小时，D＜熔射次数×d，即在一次熔射路线中不能让上电介质层的厚度达到要求。可以将N条S型的扫描路径作为一个循环，重复熔射路线直至上电介质层厚度达到预设要求。N越大，每条扫描路径的长熔射线之间的叠加区域也越小，让整个上电介质层表面会更加均匀。为了让一个循环内的扫描路径能覆盖一条扫描路径的部距，一个循环内的N不能小于扫描路径的步距除以错开距离d，在本实施例中N不少于5。

参见附图5所示，第一条扫描路径的起点S到产品边缘的距离20mm＞D≥5mm，采用步距为5mm的扫描路径，以起点S开始沿第一条扫描路径完成第一次熔射,第2次熔射的起始位置较起点S点向右移动1mm，第3次熔射的起始位置较起点S点向右移动2mm，第4次熔射的起始位置较起点S点向右移动3mm,第5次熔射的起始位置较起点S点向右移动5mm。完成5次熔射后，扫描路径起始位置回复到起点S点，再重复上述熔射路线，即以5次熔射为一循环，直至上电介质层厚度达到400-600微米。

S42、封孔，对等离子熔射形成上电介质层进行封孔处理，以增加熔射层的致密性。封孔材料为环氧树脂类或硅胶类的高分子材料。

S43、研磨，对封孔后的上电介质层进行研磨，直至其表面的平面度得到预设要求，并减少上电介质层的厚度使其接近成品要求，研磨时在上电介质层的四周形成凸起41。

研磨过程在磨床上进行，每次研磨量为2μm，用于研磨的研磨刀具为树脂内镶嵌金刚石颗粒的刀具，研磨后的上电介质层的平面度在50μm以内。此处采用磨床进行研磨，而不是用加工中心。树脂给与了刀具一定的缓冲，因此可以减少刀痕的产生，磨床研磨后的上电介质层粗糙度在1μm左右。

S44、喷砂，对研磨后的上电介质层的周边进行遮蔽，并对未遮蔽区进行喷砂，其中喷砂路线与熔射路线相同。

将上电介质层周边用胶带进行遮蔽，遮蔽宽度为上电介质层的四周形成凸起41的宽度。对未遮蔽的区域进行喷砂。喷砂的喷砂材料为40-100号白刚玉，喷砂压力为0.4-1MPa，喷砂后的上电介质层的粗糙度为Ra3-10μm。

喷砂路线与熔射路线相同，当熔射路线采用附图4中的路线时，喷砂路线也采用附图4中的路线，当喷砂路线采用附图5中的路线时，喷砂路线也采用附图5中的路线。

这样喷砂路线就也包括N条S型的喷砂路径，N条喷砂路径的起点沿同一方向错开距离d。相邻的两条喷砂路径偏移，可以将因喷砂路径中心和边缘刻蚀速率不同而造成的表面形貌的差异均匀化。

本发明在上电介质层的熔射和喷砂过程中，均采用多条偏移的路径进行，增加了叠加区域的均匀度，减少了在上电介质层表面形成的波浪形，提高上电介质层表面的均匀涂。有效减少下部电极制作过程中产生的各种断差，从而减少在干刻过程中因断差引起的对玻璃基片冷却的不均匀，因此减少干刻过程中mura的产生。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.下部电极的上电介质层的加工方法，其特征在于：包括如下步骤

上电介质层熔射，在电极层表面进行等离子熔射形成上电介质层，其中等离子熔射的熔射路线为N条S型的扫描路径，且N条所述扫描路径的起点沿同一方向错开距离d；

封孔，对等离子熔射形成上电介质层进行封孔处理；

研磨，对封孔后的上电介质层进行研磨，直至其表面的平面度得到预设要求，并在所述上电介质层的四周形成凸起；

喷砂，对研磨后的上电介质层的周边进行遮蔽，并对未遮蔽区进行喷砂，其中喷砂路线与熔射路线相同。

2.根据权利要求1所述的下部电极的上电介质层的加工方法，其特征在于：起始的所述扫描路径的起点距产品边缘的距离为D,当D≥熔射次数×d时，沿所述熔射路线熔射直至上电介质层厚度达到预设要求；当D＜熔射次数×d时，以所述熔射路线为一个循环，重复所述熔射路线直至所述上电介质层厚度达到预设要求。

3.根据权利要求1所述的下部电极的上电介质层的加工方法，其特征在于：所述错开距离d为1±0.5mm，且每条所述扫描路径的步距均为5-10mm。

4.根据权利要求1所述的下部电极的上电介质层的加工方法，其特征在于：所述研磨在磨床上进行，每次研磨量为2μm，用于研磨的研磨刀具为树脂内镶嵌金刚石颗粒的刀具，研磨后的上电介质层的平面度在50μm以内。

5.根据权利要求1所述的下部电极的上电介质层的加工方法，其特征在于：所述喷砂中，遮蔽的宽度为所述研磨在上电介质层的四周形成的凸起的宽度，所述喷砂的喷砂材料为40-100号白刚玉，喷砂压力为0.4-1MPa，喷砂后的上电介质层的粗糙度为Ra3-5μm。

6.根据权利要求1所述的下部电极的上电介质层的加工方法，其特征在于：所述上电介质层熔射时，采用的熔射材料为氧化铝、氧化钇中的任意一种，用以形成等离子体的气体为氩气、氩气、氢气的混合气体或者为氩气、氦气的混合气体，熔射形成的所述上电介质层的厚度为400-700μm。

7.一种下部电极的制作工艺，其特征在于：包括如下步骤：

金属基体加工；

下电介质层熔射，用等离子熔射的方法在金属基体表面制作下电介质层；

电极层熔射，用等离子熔射的方法在下电介质层表面制作电极层；

上电介质层加工，采用权利要求1-6任一所述的下部电极的上电介质层的加工方法。

8.根据权利要求7所述的下部电极的制作工艺，其特征在于：所述下电介质层熔射中，等离子熔射的熔射路线为一条S型的熔射路径，重复一条所述熔射路径直至上电介质层的厚度达到预设要求，所述熔射路径的步距为5-10mm。

9.根据权利要求8所述的下部电极的制作工艺，其特征在于：所述下电介质层熔射时，采用的熔射材料为氧化铝、氧化钇中的任意一种，用以形成等离子体的气体为氩气、氩气、氢气的混合气体或者为氩气、氦气的混合气体，熔射形成的所述下电介质层的厚度为200-500μm。

10.根据权利要求8所述的下部电极的制作工艺，其特征在于：所述电极层熔射时，采用的熔射材料为钼、钨中的任意一种，熔射形成的所述电极层的厚度为20-70μm。

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