柔性AMOLED 手機(jī)顯示屏除泡制程之溫度控制

耿 濤

（中電科風(fēng)華信息裝備股份有限公司， 山西 太原 030024）

1 除泡過程概述

柔性AMOLED 手機(jī)屏在進(jìn)行貼合后，因?yàn)橘N合工藝、貼合材料等的影響，會(huì)產(chǎn)生肉眼可見氣泡，影響顯示、操控效果。需要利用壓力及溫度變化將貼合過程中產(chǎn)生的氣泡均勻分散，并增強(qiáng)不同材料之間的粘合力。這個(gè)過程稱之為除泡。其中溫度控制是除泡制程的核心技術(shù)。

2 加熱硬件結(jié)構(gòu)

2.1 加熱機(jī)械結(jié)構(gòu)

如圖1 所示，除泡制程是在一個(gè)壓力容器內(nèi)進(jìn)行的，加溫方式采用容器內(nèi)部電熱管加熱，容器頂部安裝空氣攪拌風(fēng)機(jī)、攪拌葉輪。在進(jìn)行除泡制程時(shí)，將容器內(nèi)充氣到高壓。攪拌風(fēng)機(jī)通過不斷攪拌，使高壓氣體不斷接觸加熱管，傳導(dǎo)熱量，使柔性AMOLED 手機(jī)屏逐漸升溫。在攪拌葉輪下方加裝擋流板，形成風(fēng)道，循環(huán)送風(fēng)，以增強(qiáng)容器內(nèi)部溫度的均勻性。在工作區(qū)域放置了4 組溫度傳感器來監(jiān)測(cè)溫度，不斷反饋，從而實(shí)時(shí)控制溫度。

2.2 電氣控制結(jié)構(gòu)（見圖2）

設(shè)備PLC 可根據(jù)制定的加熱工藝曲線控制溫度模塊（加熱管、風(fēng)扇等），發(fā)出指令，可編程溫控儀根據(jù)工藝曲線進(jìn)行溫度控制，溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控反饋，行成一個(gè)閉環(huán)控制。

圖1 除泡加熱機(jī)械結(jié)構(gòu)

圖2 電氣控制結(jié)構(gòu)

3 加熱軟件控制

3.1 斜率溫度控制

由圖3 示可見，常規(guī)的溫度控制有超溫的現(xiàn)象（受加熱管功率、輸出效率、氣體影響）。在軟件里采用斜率計(jì)算控制溫度，可以有效避免溫度波動(dòng)。

圖3 常規(guī)控制和斜率控制溫度升溫曲線

3.2 四路溫度耦合控制

由于距離加熱管、物品擺放、散熱等因素的差異，需要對(duì)各個(gè)控溫點(diǎn)進(jìn)行均一偏差控制。

下頁(yè)圖4 是常規(guī)的四路控制溫度升溫曲線，分別控制每一個(gè)加熱區(qū)域，這樣每個(gè)控溫點(diǎn)升溫時(shí)互相影響，導(dǎo)致超溫現(xiàn)象。

下頁(yè)圖5 采用了四路溫度耦合控制方法，可以看出，經(jīng)四路溫度耦合控制后，四點(diǎn)的升溫速率相同，表示工作區(qū)內(nèi)溫度同時(shí)達(dá)到。電氣采用NX 多回路控制器，可實(shí)現(xiàn)高速大容量實(shí)時(shí)通信反饋。在編寫控制軟件時(shí)，采用了溫度解耦算法，避免多個(gè)控制回路間溫度相互干涉（溫度耦合）影響，從而實(shí)現(xiàn)了升溫時(shí)對(duì)于干擾的同步調(diào)節(jié)控制，達(dá)到工藝對(duì)溫度曲線的要求。

圖4 常規(guī)的四路控制溫度升溫曲線

圖5 四路溫度耦合控制曲線圖

3.3 充氣速度控制

在罐體內(nèi)充氣加壓、排氣泄壓的過程中，氣體溫度變化很大，對(duì)罐體內(nèi)溫度控制系統(tǒng)有很大的干擾。所以充氣加壓的曲線要和升溫曲線保持一致。

圖6 是充氣速度控制結(jié)構(gòu)，PLC 實(shí)時(shí)讀取壓力數(shù)值，通過PID 算法控制電動(dòng)球閥開角大?。妱?dòng)球閥的開角分辨率為0.1°）；通過AD 模塊讀取球閥開角大小，將實(shí)際開角和控制開角對(duì)比，通過PID 參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)球閥的開角；通過流量計(jì)的反饋流量控制球閥的最大開角；充排氣采用斜率控制，可以根據(jù)輸入的時(shí)間來控制。

圖7 是加入斜率控制的升溫升壓曲線，在加入斜率控制后，充氣和加熱可以同時(shí)到達(dá)，誤差在10 s以內(nèi)，有效避免了壓力和溫度的相互干擾

4 溫度曲線的控制對(duì)產(chǎn)品良品率的影響

圖6 充氣速度控制結(jié)構(gòu)

圖7 升溫升壓曲線

在除泡制程中對(duì)溫度進(jìn)行控制，加入了斜率、四路溫度耦合控制，同時(shí)對(duì)影響溫度的壓力充氣放氣曲線進(jìn)行結(jié)合控制。由表1 可以看出，除泡良品率達(dá)到99.95%以上。

表1 溫度曲線控制后產(chǎn)品良品率

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)AMOLED 手機(jī)顯示屏的除泡工藝實(shí)驗(yàn)得出，在除泡制程中準(zhǔn)確控制升溫曲線至關(guān)重要。掌握溫度控制方法、排除干擾因素是控制升溫曲線的關(guān)鍵。