一种喷墨打印柔性显示器件制造系统及方法与流程

文档序号:19482753发布日期:2019-12-21 03:30阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种喷墨打印柔性显示器件制造系统,其特征在于,该系统包括基板输入模块(100)、基板转移模块(200)、喷印模块(300)、喷印后处理模块(400)、固含量检测模块(500)、薄膜封装喷印模块(600)、成膜检测模块(700)和基板输出模块(800),其中:

所述基板输入模块(100)设置于整个制造系统的前端,并用于将作为承印材料的基板执行预处理,然后输送进入到所述喷印模块(300);

所述基板转移模块(200)处于整个制造系统的中央区域,它具有多套基板搬运机械手(201)和环形轨道(202),并且沿着该环形轨道的周向方向布置有所述喷印模块(300)、喷印后处理模块(400)、固含量检测模块(500)、薄膜封装喷印模块(600)和成膜检测模块(700)这些功能模块,由此可根据不同工况需求,采用该基板搬运机械手(201)在所述环形轨道(202)上执行定向运动,从而将基板在上述功能模块之间实现搬运及转移;

所述喷印模块(300)包括第一y轴运动单元(360)、第一x轴运动单元(370)、第一喷头单元(310)、第一喷头上视检测单元(320)、第一基板下视检测单元(330)、第一飞行墨滴观测单元(340)和喷印aoi检测单元(350),其中该第一y轴运动单元(360)用于实现所述第一喷头单元(310)在横向方向也即y轴方向上的移动,该第一x轴运动单元(370)用于实现基板在纵向方向也即x轴方向上的移动;该第一喷头单元(310)还配备有竖直方向也即z轴方向上的运动组件,并在到达预定位置后用于在基板表面上执行墨水材料功能层的图案化沉积;此外,该第一喷头上视检测单元(320)用于对所述第一喷头单元的喷头表面洁净度及位置角度等进行实时检测,该第一基板下视检测单元(330)用于对基板的位置进行实时检测;该第一飞行墨滴观测单元(340)用于对所述第一喷头单元所喷射的墨滴状态进行观测并执行驱动波形校准,该喷印aoi检测单元(350)则用于对完成图案化沉积后的基板执行扫描成像,同时利用采集的图像进行各类喷印缺陷的检测;

所述喷印后处理模块(400)用于将完成图案化沉积后被转移至此的基板进行真空干燥、烘烤及固化处理;所述固含量检测模块(500)包括薄膜表面溅射设备(510)和薄膜表面检测设备(520),其中该薄膜表面溅射设备(510)用于将转移至此的基板在其指定区域溅射镀金属层,并送至该薄膜表面检测设备(520)检测获知镀金属层前后墨水材料功能层的形貌特征;

所述薄膜封装喷印模块(600)用于将转移至此的基板在其表面继续执行薄膜封装墨水材料的打印成膜;所述成膜检测模块(700)与该薄膜封装喷印模块(600)保持相连,并用于检测上述薄膜封装后的基板表面是否存在质量缺陷;

所述基板输出模块(800)设置于整个制造系统的后端,并包括第一基板旋转组件(801)、第一直线运动组件(802)、第一基板夹具(803)和第一气浮平台(804),其中该第一基板旋转组件(801)用于将转移至此的基板首先调整运动方向,该第一气浮平台(804)借助于气流使基板悬浮于平台表面;该第一基板夹具(803)夹持住基板,并通过所述第一直线运动组件(802)的往复运动,从而将基板最终输出上述制造系统。

2.如权利要求1所述的一种喷墨打印柔性显示器件制造系统,其特征在于,对于所述基板输入模块(100)而言,其优选包括第二气浮平台(101)、第二直线运动组件(102)、第二基板夹具(103)和第二基板旋转组件(104),其中该第二气浮平台(101)借助于气流使基板悬浮于平台表面,该第二基板夹具(103)夹持住基板,并通过该第二直线运动组件(102)的往复运动来实现基板的输送运动;该第二基板旋转组件(104)则用于调制基板运动方向,确保其进入到所述喷印模块(300)。

3.如权利要求1或2所述的一种喷墨打印柔性显示器件制造系统,其特征在于,对于所述薄膜封装喷印模块(600)而言,其包括第二y轴运动单元(660)、第二x轴运动单元(650)、第二喷头单元(610)、第二喷头上视检测单元(620)、第二基板下视检测单元(630)和第二飞行墨滴观测单元(640),其中该第二y轴运动单元用于实现所述第二喷头单元在横向方向也即y轴方向上的移动,该第二x轴运动单元用于实现基板在纵向方向也即x轴方向上的移动;该第二喷头单元用于在基板表面上执行薄膜封装墨水材料的打印成膜;此外,该第二喷头上视检测单元(620)用于对所述第二喷头单元的喷头表面洁净度及位置角度等进行实时检测,该第二基板下视检测单元(630)用于对基板的位置进行实时检测;该第二飞行墨滴观测单元(640)用于对所述第二喷头单元所喷射的墨滴状态进行观测并执行驱动波形校准。

4.如权利要求1-3任意一项所述的一种喷墨打印柔性显示器件制造系统,其特征在于,对于上述喷印模块(300)中的所述第一喷头单元(310)而言,其优选是由多套结构相同的模块共同组成的整体模组结构,并且每套模块均包括底板组件(311)、后板组件(312)、前板组件(313)、顶板组件(314)、左封板组件(315)、右封板组件(316)和喷头附件(317);其中该底板组件(311)位于模块下部,并作为其他组件的安装基础;该后板组件(312)位于模块后部,并用于安装外接的电/气接口同时实现所述喷头的夹持/放松操作;该前板组件(313)位于模块前部,并用于安装使喷头执行z轴方向运动的结构以及配套的稳定结构;该顶板组件(314)位于模块上部,并设有进液口及把手以便灌装墨液和拿取模组;该左封板组件(315)、右封板组件(316)分别位于模块的左右两侧与其他封板组件共同构成为封闭构造,并设置有散热风扇;该喷头附件(317)用于对喷头提供墨/气等,并连同与其相连的喷头一起安装在上述封闭构造的内部。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种喷墨打印柔性显示器件制造系统,其特征在于,对于上述喷印模块(300)中的所述第一喷头上视检测单元(320)而言,其优选包括上视高倍视觉组件(321)、上视低倍视觉组件(322)和镜头保护组件(323),其中该上视低倍视觉组件(322)安装在所述第一飞行墨滴观测单元(340)附近,并用于对准喷头的位置以执行大视野低精度视觉检测;该上视高倍视觉组件(321)安装在所述第一x轴运动单元(370)附近,并用于对准喷头的位置进行小视野高精度视觉检测;该镜头保护组件(323)安装在所述上视高倍视觉组件(321)、上视低倍视觉组件(322)的镜头上方,并用于防止墨水污染镜头。

6.如权利要求1-5任意一项所述的一种喷墨打印柔性显示器件制造系统,其特征在于,对于上述喷印模块(300)中的所述第一基板下视检测单元(330)而言,其优选包括下视视觉模块底座(333)、以及分别安装其上的下视高倍视觉组件(331)和下视低倍视觉组件(332),其中在执行基板位置时,先用所述下视低倍视觉组件(332)进行大视场的粗定位,找到定位点之后,再用所述下视低倍视觉组件(332)的小视场进行精确定位。

7.如权利要求1-6任意一项所述的一种喷墨打印柔性显示器件制造系统,其特征在于,对于上述喷印模块(300)中的所述第一飞行墨滴观测单元(340)而言,其优选包括两套视觉组件和控制板卡(345),其中每套视觉组件包括工业相机(341)、镜头(342)、频闪光源(343),以及用于将光从所述频闪光源传递至所述镜头的反光装置(344);此外,这两套视觉组件之间以小于等于90°的夹角α布置,它们的两条光路通过所述反光装置(344)后其交点位于所述喷头的某一喷孔正下方,并采用双目视觉原理进行墨滴三维图像采集;所述控制板卡(345)则用于控制各个所述相机(341)和各个所述频闪光源(342)的触发信号相对于喷头点火信号的滞后时间,使得墨滴进入观测位置时即开始图像采集。

8.如权利要求1-7任意一项所述的一种喷墨打印柔性显示器件制造系统,其特征在于,所述第一飞行墨滴观测单元(340)优选可沿多个轴向方向运动,从而实现对喷头不同位置喷孔的墨滴观测。

9.如权利要求1-8任意一项所述的一种喷墨打印柔性显示器件制造系统,其特征在于,对于上述喷印模块(300)中的所述喷印aoi检测单元(350)而言,其优选包括多套相同的图像采集组件,每套图像采集组件均包括工业相机(351)、镜头(352)、同轴光源(353)和视觉单元底座(354);其中所有的图像采集组件均通过所述视觉单元底座(354)连接为一个整体,并沿一个方向等间距分布,同时在所述第一y轴运动单元(360)带动下实现整个喷印aoi检测单元相对于基板在y轴方向的扫描运动,进而在完成对基板的扫描成像后利用所采集的图像进行各类喷印缺陷的检测。

10.一种喷墨打印柔性显示器件制造方法,其特征在于,该方法基于如权利要求1-9任意一项所述的系统来执行,并且包括下列步骤:

s1、基板的预处理及输入

作为承印材料的基板被执行预处理,然后通过所述基板输入模块(100)输送进入到所述喷印模块(300);

s2、基板功能层的喷印及相关监控

基板进入到所述喷印模块(300)后,首先通过所述第一基板下视检测单元(330)对基板位置执行实时检测及相应的校准,接着通过所述第一喷头上视检测单元(320)对所述第一喷头单元(310)的喷头表面洁净度和位置角度进行检测及相应的处理,并通过所述第一飞行墨滴观测单元(340)对该第一喷头单元(310)所喷射的墨滴进行观测及相应的驱动波形校准;

上述所有检测通过后,所述第一喷头单元(310)和基板分别在所述第一y轴运动单元(360)、第一x轴运动单元(370)的驱动下,完成对基板指定位置的墨水材料功能层的图案化沉积;

图案化沉积完成后,通过所述喷印aoi检测单元(350)对基板执行扫描成像,同时利用采集的图像进行各类喷印缺陷的检测;

s3、基板的转移及溅射处理

所述基板转移模块(200)将基板从所述喷印模块(300)内取出,然后转移到所述喷印后处理模块(400)中,并依次执行真空干燥、烘烤及固化处理;

所述基板转移模块(200)继续将基板转移到所述固含量检测模块(500)中,并通过所述薄膜表面溅射设备(510)对基板指定位置溅射镀金属层,同时通过所述薄膜表面检测设备(520)检测获知镀金属层前后墨水材料功能层的形貌特征;

s4、基板的转移及封装处理

所述基板转移模块(200)将基板从所述固含量检测模块(500)内取出,接着转移到所述薄膜封装喷印模块(600)中,并对基板继续执行薄膜封装墨水材料的打印成膜;

所述基板转移模块(200)继续将基板转移到所述喷印后处理模块(400)中,并执行薄膜固化处理;

所述基板转移模块(200)继续将基板转移到所述成膜检测模块(700)中,并检测上述薄膜封装后的基板表面是否存在质量缺陷;

所述基板转移模块(200)最后将基板转移到所述基板输出模块(800),并由该基板输出模块(800)实现平稳输出。


技术总结
本发明属于柔性显示器件制造相关技术领域,并公开一种喷墨打印柔性显示器件制造系统,其包括基板输入模块、基板转移模块、喷印模块、喷印后处理模块、固含量检测模块、薄膜封装喷印模块、成膜检测模块和基板输出模块等,同时对这些功能模块进行了高度集成及结构和布置的优化设计。本发明还公开了相应的工艺方法。通过本发明,可形成一种更适于工业级应用的喷墨打印柔性显示器件制造系统,同时采用多个检测模块对制造流程进行监控,更有效地实现了柔性显示器件喷墨打印制造的制造效率高、器件良品率高和生产成本低等优点。

技术研发人员:陈建魁;尹周平;黄永安;杨华;段永青;王一新;刘强强;李华阳;宋开友;邵志龙;吕佳超;张舟;欧闻
受保护的技术使用者:华中科技大学
技术研发日:2019.08.07
技术公布日:2019.12.20
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