激光剥离装置及激光剥离机

技术领域

本公开实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种用于柔性基板剥离的激光剥离装置及激光剥离机。

背景技术

近年来，柔性显示器件技术飞速发展，与传统的玻璃刚性显示器件相比，柔性显示器件有耐冲击、抗震能力强、重量轻、体积小、可穿戴等优势。柔性显示器件目前广泛使用柔性基板，但柔性基板太过柔软，对各种成膜制程都是一个挑战。因此在柔性基板的制备过程中，通常需要一个表面平坦度好且具有刚性的载板玻璃(Carrier glass)。在完成柔性基板制备后，需要把柔性基板从载板玻璃上剥离下来。因此，将柔性基板与载板玻璃实现有效剥离是生产柔性显示器件的关键技术之一，即离型技术。

相关技术中，广泛采用激光剥离(Laser Lift-off，LLO)技术进行柔性基板的离型处理，例如采用气体激光器例如准分子激光器(Excimer Laser)的雷射离型技术，或者采用二极管泵浦固体激光器(Diode-pumped Solid-State Laser，DPSSL)产生固态雷射的DPSSL雷射离型技术等。关于上述技术方案，发明人发现至少存在如下一些技术问题：现有采用激光剥离技术的设备如激光剥离机的体积非常庞大，成本极为高昂。因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种激光剥离装置及激光剥离机，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开实施例提供一种激光剥离装置，该装置包括：

激光器，用于发射预设激光束；

光束放大器，位于所述激光器的出光方向，用于将该预设激光束的光斑放大到预设倍数；

光束整型器，位于所述光束放大器的出光方向，用于将放大到预设倍数的激光束整型形成平顶光束；

振镜，位于所述光束整型器的出光方向，用于通过X和Y扫描镜控制改变所述平顶光束的传输方向形成移动扫描光束；

聚焦透镜，位于所述振镜的出光方向，用于将所述振镜输出的移动扫描光束聚焦照射至待剥离柔性基板表面。

本公开的一实施例中，所述聚焦透镜包括平场聚焦透镜。

本公开的一实施例中，所述激光器发射的预设激光束的波长为300～360nm。

本公开的一实施例中，所述激光器发射的预设激光束包括脉冲激光束。

本公开的一实施例中，所述脉冲激光束的脉冲宽度为1～50ps。

本公开的一实施例中，所述脉冲激光束包括奈秒、皮秒或者飞秒激光束。

本公开的一实施例中，所述预设激光束的能量为100mJ/cm

本公开的一实施例中，所述预设倍数为2～20倍；和/或，所述移动扫描光束包括矩形光束，上一矩形光束与相邻下一矩形光束之间的重合覆盖率为10％～30％。

本公开的一实施例中，还包括一控制器，与所述激光器和振镜电连接，用于控制所述激光器的工作模式以及工作参数，同时控制所述振镜的运动。

本公开实施例还提供一种激光剥离机，包括：

上述任一实施例中所述的激光剥离装置；

承载平台，位于所述激光剥离装置中的聚焦透镜的下方，用于承载待剥离的柔性基板；

控制驱动机构，与所述承载平台连接，用于驱动该承载平台移动，以带动所述柔性基板移动以完成激光剥离制程。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开的实施例中，通过上述激光剥离装置，采用自制的激光剥离设备进行柔性基板的离型处理等，该装置结构相对简单，使得激光剥离设备体积减小、成本大为降低，且离型处理效果较好。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本公开示例性实施例中激光剥离装置示意图；

图2示出本公开示例性实施例中矩形光束重合示意图；

图3示出本公开示例性实施例中激光剥离机示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

目前的激光剥离机以进口机器为主，也有一些国产的机器，例如设备型号为HAN’SDSI ELLOG6的激光剥离机，是适用于面板厂柔性OLED生产中将柔性显示模组与玻璃基板激光剥离的技术和成套设备。但是目前的激光剥离机设备体积庞大，且价格非常昂贵。

本示例实施方式中首先提供了一种激光剥离装置。参考图1中所示，该激光剥离装置可以包括激光器10、光束放大器20、光束整型器30、振镜40和聚焦透镜50。其中，激光器10用于发射预设激光束；光束放大器20位于所述激光器10的出光方向，用于将该预设激光束的光斑放大到预设倍数；光束整型器30位于所述光束放大器20的出光方向，用于将放大到预设倍数的激光束整型形成平顶光束；振镜40位于所述光束整型器30的出光方向，用于通过X和Y扫描镜(41、42)控制改变所述平顶光束的传输方向形成移动扫描光束；聚焦透镜50位于所述振镜40的出光方向，用于将所述振镜40输出的移动扫描光束聚焦照射至待剥离柔性基板表面。

通过上述示例的激光剥离装置，采用自制的激光剥离设备进行柔性基板的离型处理等，该装置结构相对简单，使得激光剥离设备体积减小，成本大为降低，且离型处理效果较好。

下面，将参考图1至图2对本示例实施方式中的上述激光剥离装置的各个部分进行更详细的说明。

在本公开的一实施例中，激光器10用于发射预设激光束。示例性的，激光器10可以包括但不限于固体激光器等。在本公开的一实施例中，为了达到较好的离型处理剥离效果，所述激光器10发射的预设激光束的波长可以为300～360nm，例如343nm或者355nm等，也即本实施例可以利用紫外光激光进行剥离处理，当然本实施例中并不限于此。

为了达到较好的离型处理剥离效果，本公开的一实施例中，所述激光器10发射的预设激光束包括脉冲激光束。示例性的，本公开的一实施例中，所述脉冲激光束的脉冲宽度可以为1～50ps，例如10ps、20ps、30ps、40ps、50ps等等。本公开的一实施例中，所述脉冲激光束可以包括奈秒、皮秒或者飞秒激光束。发明人经试验，采用这样的脉冲激光束可以实现对透明柔性基板的良好离型处理，减少甚至避免碳化、烤焦等现象。

本公开的一实施例中，所述预设激光束的能量可以为100mJ/cm

本公开的一实施例中，光束放大器20可以是光束扩充组件，如由少量镜片构成光束扩充组件。光束放大器20位于所述激光器10的出光方向，用于将该预设激光束的光斑放大到预设倍数。在一个示例中，所述预设倍数可以为2～20倍，例如5倍、10倍、15倍等等。如此设置，结合后续的激光束处理整体上可以提高柔性基板的离型制程的剥离效果。

本公开的一实施例中，光束整型器30位于所述光束放大器20的出光方向，用于将放大到预设倍数的激光束整型形成平顶光束(Flat-top)。激光器10发出的光一般为高斯光束，平顶光束由高斯光束经过光束整型器例如衍射光学镜片而产生。平顶光束是一种在圆形区域内有几乎一致通量(能量密度)的激光光束，因此可以提高柔性基板的离型制程的剥离效果。

本公开的一实施例中，振镜40位于所述光束整型器30的出光方向，用于通过X扫描镜42和Y扫描镜41控制改变所述平顶光束的传输方向形成移动扫描光束。关于振镜40的具体结构等可以参考现有技术。示例的，为了进一步改善柔性基板的离型制程的剥离效果，结合图2中所示，所述移动扫描光束可以包括矩形光束，上一矩形光束201与相邻下一矩形光束202之间的重合覆盖率为10％～30％，即重合部分203的面积占矩形光束201或202的面积为10％～30％。本实施例中利用振镜如高速振镜在高速移动下可以形成矩形光束，最后矩形光束通过聚焦透镜聚焦在例如玻璃与聚酰亚胺PI基板间，完成激光剥离。

需要说明的是，激光束可以看作一个点，矩形光束201或202可以理解为高速振镜在高速移动下由各个点的激光束构成的平面，由于时间很短，因此可以看作是一个矩形光束。在一个具体示例中，高速振镜在高速移动下可以形成例如100um x 100um的矩形光束201或202，该矩形光束聚焦后可以将该矩形光束形成对应的线型光束照射至待剥离柔性基板表面。由于高速移动，可以看作例如100um x 100um的单个矩形光束移动聚焦后拼接成例如宽度0.1mm*长度750mm的线型光束。这样经试验可以很好地改善柔性基板的离型制程的剥离效果。

可选的，为了进一步改善柔性基板的离型制程的剥离效果，示例性的，上述单个矩形光束在移动时，相邻矩形光束之间有部分重合覆盖，复盖比率为10％-30％，例如10％、20％、30％等。

本公开的一实施例中，聚焦透镜50位于所述振镜40的出光方向，示例的，在本公开的一实施例中，所述聚焦透镜50可以包括但不限于平场聚焦透镜(F-theta lens)。该聚焦透镜50可以将所述振镜40输出的移动扫描光束聚焦照射至待剥离柔性基板表面，例如聚焦透镜50将上述矩形光束聚焦后形成线形光束(line beam)照射至待剥离柔性基板表面进行剥离处理，以进一步改善柔性基板的离型制程的剥离效果。

本公开的一实施例中，该装置还包括一控制器(图未示)，例如可编程逻辑控制器等。控制器与所述激光器10和振镜40电连接，可以用于控制所述激光器10的工作模式以及工作参数，也可以控制所述振镜40的运动。该工作参数可以包括但不限于上述的激光束的能量、波长和脉冲宽度等。

本公开的上述实施例中的示例激光剥离装置，相较于传统线光束剥离机，至少可以包括但不限于如下的技术优点：

i)可减光学镜组，传统线光束需要30～40组镜片，现行方式只要10～15组片镜就可以达成，大大减少设备成本；

ii)利用皮秒或飞秒等激光源可以剥离透明基板，改善例如碳化问题；

iii)对于玻璃基板选择较无大的影响，在保证一定剥离效果的基础上，整体设备成本低。

本公开实施例还提供一种激光剥离机，结合参考图1～3中所示，激光剥离机可以包括但不限于上述任一实施例中所述的激光剥离装置、承载平台60和控制驱动机构70。

其中，关于该激光剥离装置具体可参考前述实施例中的详细描述，此处不再赘述。所述承载平台60位于所述激光剥离装置中的聚焦透镜50的下方，用于承载待剥离的柔性基板。

控制驱动机构70与所述承载平台60连接，用于驱动该承载平台60移动，以带动所述柔性基板移动以完成激光剥离制程。示例的，该控制驱动机构70可以是例如参考现有技术的电机驱动机构或者气缸驱动机构等，但不限于此，该控制驱动机构70可以平移以带动承载平台60平面移动。本实施例中，可以由控制驱动机构70带动承载平台60带动柔性基板完成大面积的剥离柔性薄膜，在保证一定剥离效果的基础上，生产效率大大提高。

需要理解的是，上述描述中的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。