一種定量修補裝置及其定量修補方法
【專利摘要】本發明公開了一種定量修補裝置及其定量修補方法，該定量修補裝置包括激光源、第一計時器、衰減器、測距與修補系統、基底及第二計時器，該基底包括參照平面與加工表面，該激光源發出的激光束依次經由第一計時器、衰減器入射至測距與修補系統，其中該激光源、第一計時器與衰減器設于同一光軸上，在所述測距與修補系統內，激光束分為兩束，并分別由基底的參照平面與加工表面反射后入射至該第二計時器，由該第一計時器與第二計時器計算激光束到達的時間。利用本發明可實現定量的激光切除，實現準確的精細化加工。
【專利說明】一種定量修補裝置及其定量修補方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種修補裝置及修補方法，特別是指一種能應對多種復雜狀況，如膜層厚度不均，異物尺寸不定等的定量修補裝置及其定量修補方法。

【背景技術】
[0002]與LCD 簡單的 Layout (布局布線)設計不同，LTPS-AMOLED (Low TemperaturePoly-si I icon-Active Matrix/Organic Light Emitting D1de,低溫多晶娃技術-有源矩陣有機發光二極管面板)繁復的Over layer及整板ELA (準分子激光退火)后柵極線路變化會對像素顯示造成極大影響，因此需要進行選擇性修補。
[0003]目前實現選擇性修補的方式主要有兩種:第一，納秒級激光向皮秒級激光甚至飛秒級激光發展，通過減小脈沖寬度，降低每個脈沖的能量來實現選擇性修補；第二，通過將一束激光分解成多束激光而降低每一束激光的能量來實現選擇性修補。但是，以上所有方式都是基于減小激光單束能量或每個脈沖的能量實現選擇性修補，只能依靠經驗去判斷和設定能量，無法真正應對多種復雜狀況，如膜層厚度不均，異物尺寸不定等，無法做到高可靠度的選擇性修補。


【發明內容】

[0004]有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種減小對像素的影響、能應對多種復雜狀況的定量修補裝置及其定量修補方法。
[0005]為達到上述目的，本發明提供一種定量修補裝置，其包括激光源、第一計時器、衰減器、測距與修補系統、基底及第二計時器，該基底包括參照平面與加工表面，該激光源發出的激光束依次經由第一計時器、衰減器入射至測距與修補系統，其中該激光源、第一計時器與衰減器設于同一光軸上，在所述測距與修補系統內，激光束分為兩束，并分別由基底的參照平面與加工表面反射后入射至該第二計時器，由該第一計時器與第二計時器計算激光束到達的時間，該加工表面上有異物，該異物具有一定高度；所述激光源與衰減器連接至計算機，該第一計時器連接至該第二計時器，并向該第二計時器傳輸開始計時信號，該第二計時器連接至該計算機。
[0006]所述測距與修補系統包括第一分光鏡、參考測距系統及實際測距系統，由所述衰減器射出的激光束入射至所述第一分光鏡，該第一分光鏡將激光分為兩束，一束用作激光修補及實際測距，其透過該第一分光鏡沿原方向入射至所述實際測距系統，并由基底的加工表面反射后入射至第二計時器，另一束用作參考測距，其由所述第一分光鏡反射后入射至參考測距系統，并由基底的參照平面反射后入射至第二計時器。
[0007]所述實際測距系統包括第二分光鏡與修補鏡頭，該第二分光鏡與所述第一分光鏡鏡面平行，且兩者鏡面法線方向相反，經過所述第一分光鏡透射的光束透過第二分光鏡并直接經修補鏡頭至基底的加工表面，由加工表面反射回部分反射光入射至該第二分光鏡，經過該第二分光鏡反射一部分光束到達所述第二計時器。
[0008]所述第二分光鏡與所述第二計時器之間設有第一自動對焦單元，該第一自動對焦單元與第二計時器設置在同一光軸上。
[0009]所述第二計時器遠離所述第二分光鏡的一端設有第一自動對焦單元，該第一自動對焦單元與所述第二計時器為同一光軸。
[0010]所述參考測距系統包括第二反射鏡、第三分光鏡、第四分光鏡及取樣鏡頭，該第二反射鏡的鏡面與所述第一分光鏡的鏡面平行，該第三分光鏡鏡面與該第二反射鏡鏡面平行，且兩者鏡面法線方向相同，該第四分光鏡鏡面與第三分光鏡鏡面垂直；經過所述第一分光鏡反射到第二反射鏡的激光束反射后依次透過第三分光鏡與第四分光鏡，經過取樣鏡頭到達基底的參照平面上，經參照平面反射后激光束透過該第四分光鏡入射至第三分光鏡，并經第三分光鏡反射后到達所述第二計時器；所述定量修補裝置還包括有能減小激光能量、防止從取樣鏡頭出射的激光損傷參照平面的衰減鏡片。
[0011]所述第四分光鏡的反射面的一側設有第二自動對焦單元，激光束經基底的參照平面反射后入射至所述第四分光鏡，該第四分光鏡將光束分為兩束，一部分反射后到達該第二自動對焦單元進行實時跟蹤對焦。
[0012]所述定量修補裝置還包括有設于所述衰減器與第一分光鏡之間光路上的第一反射鏡，所述激光源、第一計時器與衰減器的光軸與該第一反射鏡鏡面法線呈45°角，該第一反射鏡鏡面法線與所述第一分光鏡鏡面法線垂直。
[0013]本發明還提供一種定量修補方法，其包括:
步驟1:校準，將取樣鏡頭與修補鏡頭移至基底的參照平面，激發激光，激光經過第一計時器后觸發第二計時器開始計時工作，經過第一分光鏡后激光形成兩條光路，分別通過參考測距系統與實際測距系統到達參照平面后反射回第二計時器，第二計時器記錄下兩束激光的到達的時間差A秒；
步驟2:修補并測量，將修補鏡頭移至加工表面的異物處，取樣鏡頭移動至參照平面，激發激光，重復步驟1，接收并記錄下兩束激光到達第二計時器的時間差B秒；
步驟3:比對并調節，若Β-Α>0，異物高度Height= (B-A) *c/10~6 ;若Β_Α=0，異物高度Height=O ;若Β-Α〈0,則表示已損傷膜層,此處c為光速。
[0014]所述步驟3中，若Β-Α>0，當異物高度下降為第一次轟擊時的一半，通過計算機控制衰減器減小輸出光強，當異物高度數值再減小一半，計算機繼續調控減小衰減器輸出光強，直至異物高度為O ;SB-A=O,通過計算機調整衰減器輸出為0%，同時計算機控制激光源停止輸出；SB-A〈0，通過計算機直接停止激光源工作并調整衰減器輸出為0%。
[0015]本發明通過利用激光的恒定速度，建立激光傳感系統，通過測量接收光束時間差，計算加工表面與參照平面的高度差，從而實現定量修補，可應對多種復雜狀況、如膜層厚度不均，異物尺寸不定等。利用本發明可實現定量的激光切除，實現準確的精細化加工。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發明定量修補裝置的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0017]為便于對本發明的結構與方法及達到的效果有進一步的了解，現結合附圖并舉較佳實施例詳細說明如下。
[0018]圖1為本發明定量修補裝置的結構示意圖，該定量修補裝置包括激光源120、第一計時器130、衰減器140、測距與修補系統、基底100及第二計時器160。激光源120發出的激光束依次經由第一計時器130、衰減器140入射至測距與修補系統，其中該激光源120、第一計時器130與衰減器140設于同一光軸上,在測距與修補系統內，激光束分為兩束,并分別由基底100的參照平面與加工表面反射后入射至第二計時器160，由第一計時器130與第二計時器160計算激光束到達的時間，該加工表面上有異物110，該異物具有一定高度。本發明中測距與修補系統包括第一分光鏡200、參考測距系統及實際測距系統，由衰減器140射出的激光束入射至第一分光鏡200，該第一分光鏡200將激光分為兩束，一束用作激光修補及實際測距，其透過第一分光鏡200沿原方向入射至實際測距系統，并由基底100的加工表面反射后入射至第二計時器160，另一束用作參考測距，其由第一分光鏡200反射后入射至參考測距系統，并由基底100的參照平面反射后入射至第二計時器160。
[0019]本發明中實際測距系統包括第二分光鏡210與修補鏡頭220，第二分光鏡210與第一分光鏡200鏡面平行，且兩者法線方向相反，經過第一分光鏡200透射的光束透過第二分光鏡210并直接經修補鏡頭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鏡210,經過第二分光鏡210反射一部分光束到達第二計時器160。該第二分光鏡210與第二計時器160之間還可設有第一自動對焦單元230，該第一自動對焦單兀230與第二計時器160可設置為同一光軸上，由第二分光鏡210反射的激光束先經第一自動對焦單元230進行實時跟蹤對焦。該第一自動對焦單元230與第二計時器160位置可以相互交換。
[0020]本發明中參考測距系統包括第二反射鏡300、第三分光鏡310、第四分光鏡320及取樣鏡頭330，第二反射鏡300的鏡面與第一分光鏡200鏡面平行，第三分光鏡310鏡面與第二反射鏡300鏡面平行，且兩者鏡面法線方向相同，第四分光鏡320鏡面與第三分光鏡310鏡面垂直。如圖1所示，經過第一分光鏡200反射到第二反射鏡300的激光束反射后依次透過第三分光鏡310與第四分光鏡320，經過取樣鏡頭330到達基底100的參照平面上。反射后，經過第四分光鏡320分為兩束光，一部分反射后到達第二自動對焦單元350進行實時跟蹤對焦，另一部分透過第四分光鏡320入射至第三分光鏡310，反射后到達第二計時器160。
[0021]本發明的定量修補裝置還包括有衰減鏡片340，該衰減鏡片340可放置于測試光路中任何兩個相鄰的光學器件之間，或整合到測試光路中除第二自動對焦單元350之外的任何一個光學器件上，光束經過衰減鏡片340可減小激光能量，防止從取樣鏡頭出射的激光損傷參照平面。如圖1所示，本發明的定量修補裝置還包括有第一反射鏡150，該第一反射鏡150設于衰減器140與第一分光鏡200之間的光路上，該激光源120、第一計時器130與衰減器140的光軸與第一反射鏡150鏡面法線呈45°角，第一反射鏡150鏡面法線與第一分光鏡200鏡面法線垂直。
[0022]如圖1所示，激光源120與衰減器140連接至計算機170，該第一計時器130連接第二計時器160并向第二計時器160傳輸開始計時信號，該第二計時器160連接至計算機170，光束經過第一計時器130，第一計時器130向第二計時器160發送開始計時信號，第二計時器160開始計時的時間及兩束光束到達第二計時器160的時間由計算機170收集并比較，并實時反饋于衰減器140控制加工能量的大小。考慮到計時器精度問題，可利用軟件進行補償，提高計時精度。
[0023]如上所述，本發明利用定量修補裝置進行定量修補的方法需要三個步驟來完成。
[0024]步驟1:校準，將取樣鏡頭與修補鏡頭移至參照平面，激發激光，激光經過第一計時器130后觸發第二計時器160開始計時工作，經過第一分光鏡200后激光形成兩條光路，分別通過參考測距系統與實際測距系統到達參照平面后反射回第二計時器160，第二計時器160記錄下兩束激光的到達的時間差A秒。
[0025]步驟2:修補及測量，將修補鏡頭移動至加工表面的異物處，取樣鏡頭移動至參照平面，激發激光，重復步驟1，接收并記錄下兩束激光到達第二計時器160的時間差B秒。
[0026]步驟3:比對并調節，通過計算B-A的數值進行激光調節。定義c為光速，如果Β-Α>0，異物高度Height= (B-A) *c/10~6，當異物高度下降為第一次轟擊時的一半，此時計算機170將控制衰減器140減小輸出光強，當異物高度數值再減小一半，計算機170繼續調控減小衰減器140輸出光強，直至高度為O ;如果B-A=O,異物的高度Height=O,此時衰減器140將被調整至輸出為0%，同時計算機170將控制激光源120停止輸出；如果Β-Α〈0，則表示已損傷膜層，此時計算機170直接停止激光源工作并調整衰減器140輸出為0%。
[0027]以上所述實施例僅用以說明本發明的技術方案而并非限制，盡管參照實施例對本發明進行了詳細說明，任何所屬【技術領域】中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視權利要求范圍所界定者為準。
【權利要求】
1.一種定量修補裝置，其特征在于，其包括激光源、第一計時器、衰減器、測距與修補系統、基底及第二計時器，該基底包括參照平面與加工表面，該激光源發出的激光束依次經由第一計時器、衰減器入射至測距與修補系統，其中該激光源、第一計時器與衰減器設于同一光軸上，在所述測距與修補系統內，激光束分為兩束，并分別由基底的參照平面與加工表面反射后入射至該第二計時器，由該第一計時器與第二計時器計算激光束到達的時間，該加工表面上有異物，該異物具有一定高度；所述激光源與衰減器連接至計算機，該第一計時器連接至該第二計時器，并向該第二計時器傳輸開始計時信號，該第二計時器連接至該計算機。
2.如權利要求1所述的定量修補裝置，其特征在于，所述測距與修補系統包括第一分光鏡、參考測距系統及實際測距系統，由所述衰減器射出的激光束入射至所述第一分光鏡，該第一分光鏡將激光分為兩束，一束用作激光修補及實際測距，其透過該第一分光鏡沿原方向入射至所述實際測距系統，并由基底的加工表面反射后入射至第二計時器，另一束用作參考測距，其由所述第一分光鏡反射后入射至參考測距系統，并由基底的參照平面反射后入射至第二計時器。
3.如權利要求2所述的定量修補裝置，其特征在于，所述實際測距系統包括第二分光鏡與修補鏡頭，該第二分光鏡與所述第一分光鏡鏡面平行，且兩者鏡面法線方向相反，經過所述第一分光鏡透射的光束透過第二分光鏡并直接經修補鏡頭至基底的加工表面，由加工表面反射回部分反射光入射至該第二分光鏡，經過該第二分光鏡反射一部分光束到達所述第二計時器。
4.如權利要求3所述的定量修補裝置，其特征在于，所述第二分光鏡與所述第二計時器之間設有第一自動對焦單兀，該第一自動對焦單兀與第二計時器設置在同一光軸上。
5.如權利要求3所述的定量修補裝置，其特征在于，所述第二計時器遠離所述第二分光鏡的一端設有第一自動對焦單兀，該第一自動對焦單兀與所述第二計時器為同一光軸。
6.如權利要求2所述的定量修補裝置，其特征在于，所述參考測距系統包括第二反射鏡、第三分光鏡、第四分光鏡及取樣鏡頭，該第二反射鏡的鏡面與所述第一分光鏡的鏡面平行，該第三分光鏡鏡面與該第二反射鏡鏡面平行，且兩者鏡面法線方向相同，該第四分光鏡鏡面與第三分光鏡鏡面垂直；經過所述第一分光鏡反射到第二反射鏡的激光束反射后依次透過第三分光鏡與第四分光鏡，經過取樣鏡頭到達基底的參照平面上，經參照平面反射后激光束透過該第四分光鏡入射至第三分光鏡，并經第三分光鏡反射后到達所述第二計時器；所述定量修補裝置還包括有能減小激光能量、防止從取樣鏡頭出射的激光損傷參照平面的衰減鏡片。
7.如權利要求6所述的定量修補裝置，其特征在于，所述第四分光鏡的反射面的一側設有第二自動對焦單元，激光束經基底的參照平面反射后入射至所述第四分光鏡，該第四分光鏡將光束分為兩束，一部分反射后到達該第二自動對焦單元進行實時跟蹤對焦。
8.如權利要求2所述的定量修補裝置，其特征在于，所述定量修補裝置還包括有設于所述衰減器與第一分光鏡之間光路上的第一反射鏡，所述激光源、第一計時器與衰減器的光軸與該第一反射鏡鏡面法線呈45°角，該第一反射鏡鏡面法線與所述第一分光鏡鏡面法線垂直。
9.一種利用權利要求2所述的定量修補裝置實現的定量修補方法，其特征在于，該方法包括: 步驟1:校準，將取樣鏡頭與修補鏡頭移至基底的參照平面，激發激光，激光經過第一計時器后觸發第二計時器開始計時工作，經過第一分光鏡后激光形成兩條光路，分別通過參考測距系統與實際測距系統到達參照平面后反射回第二計時器，第二計時器記錄下兩束激光的到達的時間差A秒； 步驟2:修補并測量，將修補鏡頭移至加工表面的異物處，取樣鏡頭移動至參照平面，激發激光，重復步驟1，接收并記錄下兩束激光到達第二計時器的時間差B秒； 步驟3:比對并調節，若Β-Α>0，異物高度Height= (B-A) *c/10~6 ;若Β_Α=0，異物高度Height=O ;若Β-Α〈0,則表示已損傷膜層,此處c為光速。
10.如權利要求9所述的定量修補方法，其特征在于，所述步驟3中，若Β-Α>0，當異物高度下降為第一次轟擊時的一半，通過計算機控制衰減器減小輸出光強，當異物高度數值再減小一半，計算機繼續調控減小衰減器輸出光強，直至異物高度為O ;若B-A=O,通過計算機調整衰減器輸出為0%，同時計算機控制激光源停止輸出；若Β-Α〈0，通過計算機直接停止激光源工作并調整衰減器輸出為0%。
【文檔編號】B23K26/36GK104416285SQ201310362208
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】楊旸, 陳寧, 胡賢夫, 李清宇 申請人:昆山國顯光電有限公司