熔接密封装置及使用其的熔接方法
技术领域
本发明是有关于一种熔接密封装置及使用其的熔接方法,且特别是有关于一种可节省制造成本并提高制造良品率的熔接密封装置及使用其的熔接方法。
背景技术
在新世代的平面显示组件中,有机发光二极管(organic light emitting diode,OLED)或是高分子发光二极管(polymer light emitting diode,PLED)的发光原理是于特定的有机发光材料施加电流以使电能转换成光能,具有面发光的薄型、量轻特征以及自发光的高发光效率、低驱动电压等优点。
在有机发光二极管显示器的制造中,如何防止水气渗入显示组件中为极为关键的技术。一般而言,于OLED/PLED显示组件的玻璃基板上完成金属电极与有机发光体薄膜的蒸镀加工之后,会以盖板封装玻璃基板表面的组件。为了延长显示组件的使用寿命,公知发展出多种降低湿度的技术。对于氧气、水气与高温有高敏感特性的有机材料来说,环氧树脂材质无法完全隔离氧气、水气,且无法提供玻璃基板与盖板的极佳接合性能,故不符OLED/PLED显示组件的要求。因此,目前多以含有陶瓷粉末与玻璃粉末的熔接材料(一般称之为frit、glass paste或玻璃胶)作为OLED/PLED显示组件的熔接材料。
在将含有陶瓷粉末的熔接材料涂布于两基板之间后,必须以激光或红外光照射此熔接材料,以使两基板能够熔接于彼此而完成显示组件的封装。图1为公知进行封装烧结加工的熔接密封装置的示意图。请参照图1,熔接密封装置100包括光源110、屏蔽120以及承载平台130。光源110是配置于支架140上。承载平台130是用以承载待封装的基板101,而屏蔽则是同样配置于承载平台上,并位于光源110与基板101之间。
图2为图1的熔接密封装置所使用的屏蔽的示意图。请同时参照图1及图2,屏蔽120具有多个透光图案122,且这些透光图案122是对应至基板101上涂布有熔接材料(图未示)的区域。基板101上其余未涂布有熔接材料的区域则被屏蔽120的不透光区域所遮蔽,以避免光源所发出的光线损坏基板上的线路。
光源110可相对于承载平台进行二维方向的移动,以便于使其所发出的光线透过透光图案122射至基板101上,因而熔合熔接材料。
然而,在公知的熔接密封装置100中,由于屏蔽120是相对基板101而固定,因此针对不同设计或尺寸的基板101,就必须使用不同的屏蔽120,且屏蔽120的尺寸必须大于等于其所对应的基板101,导致制造成本无法下降。
另外,在完成一片基板101的封装熔合加工后,便需要进行屏蔽120与光源110及下一片基板101的对位,加工上相当耗时不便。
而且,由于屏蔽120与基板101之间的间距仅约0.5~5厘米,因此在进行大型基板101的烧结加工时,容易因屏蔽120的尺寸过大,导致屏蔽120中心弯曲而碰触到基板101,造成屏蔽120本身或基板101的刮伤。
发明内容
本发明的目的就是在提供一种熔接密封装置,以提高制造良品率。
本发明的再一目的是提供一种熔接方法,以节省加工成本。
本发明提出一种熔接密封装置,适于对基板进行熔接,且此熔接密封装置包括至少一个屏蔽、至少一个光源以及承载平台。屏蔽具有至少一个透光图案,且透光图案具有第一透光部与第二透光部,而第一透光部与第二透光部的延伸方向大致垂直,其分别为第一方向与第二方向。光源是配置在屏蔽上方,并适于相对屏蔽沿第一方向移动。承载平台是用以承载基板,以使基板位于屏蔽下方,且屏蔽适于相对承载平台沿第二方向移动。
在本发明的一实施例中,上述的第一方向大致上垂直于第二方向。
在本发明的一实施例中,上述的熔接密封装置更包括支架、第一传动机构、第二传动机构以及第三传动机构。第一传动机构连接至支架,用以带动支架相对承载平台沿第二方向移动,第二传动机构配置于支架上并与光源连接,用以带动光源在支架上沿第一方向移动。第三传动机构亦配置于支架上,并连接至屏蔽,适于带动屏蔽在支架上沿第二方向移动。
在本发明的一实施例中,上述的熔接密封装置更包括微调机构,配置于上述支架上并连接至上述屏蔽,用以带动屏蔽沿第三方向移动。其中,第三方向例如是大致垂直于上述第一方向与第二方向。
在本发明的一实施例中,上述的熔接密封装置更包括支架、第二传动机构、第三传动机构以及第四传动机构。第二传动机构配置于支架上并与光源连接,适于带动光源在支架上沿第一方向移动,第三传动机构亦配置于支架上,并连接至屏蔽,适于带动屏蔽在支架上沿第二方向移动。第四传动机构则是连接至承载平台,适于带动承载平台相对光源沿第二方向移动。
在本发明的一实施例中,上述的熔接密封装置更包括支架、第五传动机构以及第六传动机构。上述光源固定于支架上,第五传动机构连接至承载平台,适于带动承载平台沿第一方向及第二方向移动,第六传动机构则是连接至屏蔽,适于带动屏蔽沿第一方向及第二方向移动。
在本发明的一实施例中,上述的透光图案的第一透光部与第二透光部彼此相连。
在本发明的一实施例中,上述的透光图案包括L型或U型。
在本发明的一实施例中,上述的屏蔽具有多个透光图案,且这些透光图案可以彼此相同,也可以彼此不同。
在本发明的一实施例中,上述的这些透光图案成阵列排列。
在本发明的一实施例中,上述的熔接密封装置可以包括多个光源与多个屏蔽,且各光源分别对应至一个屏蔽。
本发明提出一种熔接方法,适于对基板进行熔接。首先,提供至少一个屏蔽,此屏蔽具有至少一个透光图案,且此透光图案具有一个第一透光部与至少一个第二透光部。第一透光部沿第一方向延伸,第二透光部沿第二方向延伸。接着,提供至少一个光源,配置于屏蔽上方。然后,提供承载平台,用以承载待熔接的基板,以使基板位于屏蔽下方。之后,令光源对应至屏蔽的透光图案的第一透光部,并令光源相对屏蔽沿第一方向移动,以使光源所发出的光线穿透第一透光部而射至基板上。接续,令屏蔽相对光源沿第二方向移动,以使光源对应至屏蔽的透光图案的第二透光部。然后,令光源及屏蔽相对基板沿第二方向移动,以使光源所发出的光线穿透第二透光部而射至基板上。
在本发明的一实施例中,上述的第一方向大致上垂直于第二方向。
在本发明的一实施例中,令光源及屏蔽相对基板沿第二方向移动的方法包括先固定承载平台,接着提供支架与第一传动机构,并藉由第一传动机构带动支架沿第二方向移动。然后,将光源及屏蔽配置于支架上。其中,光源在第二方向上相对支架而固定。
在本发明的一实施例中,令光源相对屏蔽沿第一方向移动的方法包括提供第二传动机构,其连接于光源与支架之间,以带动光源在支架上沿第一方向移动。
在本发明的一实施例中,令屏蔽相对光源沿第二方向移动的方法包括提供第三传动机构,其连接于屏蔽与支架之间,以带动屏蔽在支架上沿第二方向移动。
在本发明的一实施例中,上述熔接方法还可以包括提供微调机构,其配置于上述支架上并连接至屏蔽,用以带动屏蔽沿第三方向移动。
在本发明的一实施例中,上述第三方向大致垂直于上述第一方向与第二方向。
在本发明的一实施例中,令光源相对屏蔽沿第一方向移动以及令基板相对光源相对于屏蔽沿第二方向移动的方法包括先提供支架,接着提供第二传动机构,其连接于支架与光源之间,以带动光源在支架上沿第一方向移动。然后,提供第三传动机构,其连接于支架与屏蔽之间,以带动屏蔽在支架上沿第二方向移动。接续,提供第四传动机构,其连接至承载平台,以带动承载平台相对光源沿第二方向移动。
在本发明的一实施例中,令光源相对屏蔽沿第一方向移动以及令屏蔽相对光源沿第二方向移动的方法包括先提供支架,并且将光源固定于支架上。接着,提供第六传动机构,其连接于屏蔽,以带动屏蔽沿第一方向及第二方向移动。
在本发明的一实施例中,令光源相对基板沿第一方向与第二方向移动的方法包括提供第五传动机构,其连接至承载平台,以带动承载平台沿第一方向及第二方向移动。
本发明的熔接密封装置令屏蔽可相对承载平台移动,因而可以尺寸小于待熔接的基板的屏蔽对基板进行熔接,且不同设计/尺寸的基板可使用同一个屏蔽进行熔接。如此一来,不但可以节省加工成本,更可以避免屏蔽因尺寸过大而朝向基板弯曲,导致屏蔽或基板的刮伤。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为公知熔接密封装置的示意图;
图2为图1的熔接密封装置所使用的屏蔽的示意图;
图3A为本发明的一实施例中熔接密封装置的示意图;
图3B为图3A的熔接密封装置的侧视示意图;
图3C为本发明的另一实施例中熔接密封装置的侧视示意图;
图4为本发明的一实施例中的屏蔽示意图;
图5A为本发明的一实施例中屏蔽配置于载板上的俯视示意图;
图5B为本发明的一实施例中屏蔽配置于载板上的主视示意图;
图6A至图6H为本发明的一实施例中熔接密封装置的动作流程示意图;
图7为本发明的另一实施例中熔接密封装置的立体示意图;
图8为本发明的另一实施例中熔接密封装置的立体示意图;
图9为本发明的另一实施例中的屏蔽示意图;
图10为本发明的另一实施例中的屏蔽示意图;
图11A为本发明的一实施例中熔接密封装置于动作中的俯视示意图;
图11B本发明的一实施例中熔接密封装置于动作中的俯视示意图;
图12为本发明的另一实施例中的屏蔽示意图;
图13为本发明的另一实施例中的屏蔽示意图;
图14为本发明的另一实施例中熔接密封装置的俯视示意图。
其中,附图标记
100、300、600、700、1300:熔接密封装置
101、301、901、903:基板
110、310:光源
120、320、920、1100、1200、1320:屏蔽
122、322、722、922:透光图案
130、330、630、730:承载平台
140、340、640、740:支架
302、902、904:熔接材料
322a、722a、922a:第一透光部
322b、722b、922b:第二透光部
348:轨道
350:第二传动机构
360:第三传动机构
361:载板
362:线性马达
363:马达
364:螺杆
366:导块
368:滑轨
370:对位机构
372、374、376:调整件
660:第四传动机构
760:第五传动机构
770:第六传动机构
D1:第一方向
D2:第二方向
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述,以更进一步了解本发明的目的、方案及功效,但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
本发明的熔接密封装置适于应用于任何需要使用屏蔽进行熔接的加工,为使本领域的技术人员更加了解本发明,以下将举激光烧结封装为例做说明,但其并非用以限定本发明。
图3A为本发明的一实施例中熔接密封装置的示意图,图3B为图3A的熔接密封装置的侧视示意图,图4则为本发明的一实施例中的屏蔽示意图。请同时参照图3A、图3B及图4,熔接密封装置300包括至少一个光源310、至少一个屏蔽320以及承载平台330。在本实施例中,光源310例如是激光光源。屏蔽320具有至少一个透光图案322,且透光图案322具有第一透光部322a与多个第二透光部322b,而第一透光部322a与第二透光部322b的延伸方向大致垂直,其分别为第一方向D1与第二方向D2。
在本实施例中,第一透光部322a系与第二透光部322b相连,且其例如是构成U型的透光图案322,如图4所示。当然,在本发明的其它实施例中,透光图案322的第一透光部322a与第二透光部322b也可以是彼此分离,但本发明的屏蔽的透光图案322并不限于此。
光源310是配置在屏蔽320上方,并适于相对屏蔽320沿第一方向D1移动。在本实施例中,光源310例如是激光光源。承载平台330则是用以承载基板301,以使基板301位于屏蔽320下方,且屏蔽320适于相对承载平台330沿第二方向D2移动。
详细来说,本实施例的熔接密封装置300还包括有支架340、第一传动机构342、第二传动机构350以及第三传动机构360。第一传动机构342是连接至支架340,用以带动支架340沿第二方向D2移动。在本实施例中,第一传动机构342例如是线性马达,其可带动支架340在轨道348上沿第二方向D2移动。
请继续参照图3A及图3B,光源310与屏蔽320均配置于支架340上,而第二传动机构350是配置于支架上并连接至光源310用以带动光源310在支架340上相对屏蔽320沿第一方向D1移动。在本实施例中,第二传动机构350例如是线性马达。第三传动机构360则是连接于支架与屏蔽320之间,用以带动屏蔽320在支架340上相对光源310沿第二方向D2移动。
如图3B所示,第三传动机构360例如是包括载板361、线性马达362以及沿第二方向D2延伸的滑轨368,其中载板361例如是镂空的框架,用以承载屏蔽320,而线性马达362则是用以带动载板361在滑轨368上移动。但本发明并未将第三传动机构360的动作方式限定于此。在其它实施例中,如图3C所示,第三传动机构360也可以是由载板316、马达363、螺杆364以及导块366所构成。其中载板316是固定于导块366上,因此,当马达363驱动螺杆364转动时,导块366会带动载板316沿第二方向D2移动。
由前文可知,在本实施例的熔接密封装置300中,屏蔽320不但可以随着支架340的移动而相对承载平台330沿第二方向D2移动,亦可以藉由第三传动机构360的带动,同时相对支架340与承载平台330沿第二方向D2移动。
图5A为本发明的一实施例中屏蔽配置于载板上的俯视示意图,图5B则为本发明的一实施例中屏蔽配置于载板上的主视示意图。请参照图5A及图5B,本实施例的熔接密封装置300还可以包括对位机构370,配置于第三传动机构360上,用以带动屏蔽320在第三传动机构360上移动。详细来说,如图5A所示,对位机构370例如是配置于载板361上,且包括调整件372以及调整件374,其中调整件372是用以调整屏蔽320在第一方向D1上的位置,调整件374则是用以调整屏蔽320在第二方向D2上的位置。如此一来,在进行利用熔接密封装置300熔接加工前,即可先藉由调整件372及调整件374来调整屏蔽320在载板320上的位置,以完成屏蔽320与光源310之间的对位。
此外,如图5B所示,对位机构370更可以包括调整件376,其除了可将屏蔽320固定于载板361上之外,更可以用以调整屏蔽320在载板上的水平,以避免因屏蔽320相对待熔接的基板倾斜而影响熔接质量。
值得一提的是,屏蔽320也可以是以真空吸附的方式配置于支架340上,此时第三传动机构360即是连接至光真空吸附装置(图未示)上,其动作方式大致与前述实施例相同,此处不再赘述。
在本实施例中,由于光源310与屏蔽320均配置于支架340上,因此在进行熔接加工前,仅需针对光源310与屏蔽320进行单次的位置校正,然后再进行光源310与基板301之间的对位。后续更换待熔接的基板301后,也无须再针对光源310与屏蔽320的位置进行调校。因此,使用本实施例的熔接密封装置300进行熔接加工,可大幅缩短单条生产线的时间。
为使本领域的技术人员和更加了解本发明,以下将举实施例说明使用前述实施例的熔接密封装置进行熔接加工的步骤。
图6A至图6G为本发明的一实施例中熔接密封装置的动作流程示意图。请先参照图6A,放置于承载平台330上的基板301具有待熔接区,而此待熔接区内例如是涂布有由陶瓷粉末与玻璃粉末所组成的熔接材料(一般称之为Frit)302,且熔接材料302沿第一方向D1与第二方向D2涂布而成环形。首先,将屏蔽320配置于支架340上,并进行屏蔽320与光源310之间的相对位置校正。接着,利用第三传动机构360带动屏蔽320沿第二方向D2移动,以使透光图案322的第一透光部322a对应至基板301上沿第一方向D1涂布的部分熔按材料302。然后,利用第二传动机构350带动光源310沿第一方向D1移动,以到达图6B所示的位置。
需注意的是,熔接材料302是设置于两片预相互固定的基板之间,而基板具有可透光或可传热的特性,因此可将设置两基板上方的光源310的光线或热能穿透基板而传递到两基板中间的熔接材料302,使其能够熔合熔接材料302以达到熔接固定两基板的功效。但是,为保持图示能够清楚表达,图式仅以绘出一个基板301来说明。
在本实施例中,光源310例如是由右至左移动。如此一来,光源310所发出的光线即可透过透光图案322的第一透光部322a由右至左地照射至基板301上沿第一方向D1涂布的部分熔接材料302,而固化第一透光部322a所对应到的部分熔接材料302。
请参照图6B至图6C,利用第三传动机构360带动屏蔽320沿第二方向D2移动,以便于在透光图案322的第二透光部322b对应至部分熔接材料302的前提下,利用屏蔽320不透光的部分遮蔽已熔合的部分熔接材料302。以图6B的方向来说,第三传动机构360系带动屏蔽320沿第二方向D2由下往上移动。
然后,如图6D所示,令支架340沿第二方向D2移动,以使光源310与屏蔽320同步相对基板301移动。如此一来,光源310所发出的光线即可透过透光图案322的第二透光部322b射至沿第二方向D2涂布的部分熔接材料302上,以将其熔合。以图6C的方向来说,支架340例如是由上往下移动,而到达图6D所示的位置。
请参照图6D至图6E,在固化熔接材料302的左侧部分之后,接着再利用第三传动机构360带动屏蔽320沿第二方向D2移动,以使透光图案322的第一透光部322a对应至沿第一方向D1涂布的部分熔接材料302上。以图6D的方向来说,第三传动机构360带动屏蔽320沿第二方向D2由上往下移动。
然后,如图6F所示,利用第二传动机构350带动光源310由左至右沿第一方向D1移动,以熔合此部分的熔接材料302。
请参照图6F至图6G,利用第三传动机构360带动屏蔽320沿第二方向D2移动,以便于在透光图案322的第二透光部322b对应至部分熔接材料302的前提下,利用屏蔽320不透光的部分遮蔽已熔合的部分熔接材料302。以图6G的方向来说,第三传动机构360系带动屏蔽320沿第二方向D2由下往上移动。
然后,如图6H所示,令支架340沿第二方向D2移动,以使光源310与屏蔽320同步相对基板301移动。如此一来,光源310所发出的光线即可透过透光图案322的第二透光部322b射至沿第二方向D2涂布的右侧熔接材料302上,以将其熔合。以图6G的方向来说,支架340例如是由上往下移动,而到达图6H所示的位置。
由上述实施例可知,本实施例的屏蔽320可以相对光源310及承载平台330而沿第二方向D2移动,以选择性地令透光图案322的第一透光部322a及第二透光部322b其中之一对应至熔接材料302。因此,在熔接加工中可精确地针对待熔接区进行熔接,以避免熔接加工所使用的光线损坏其它区域内的组件,进而提高制造良品率。
在本发明的其它实施例中,还可以利用其它方式达成上述的光源、屏蔽及承载平台之间的相对移动,以下将举实施例说明。
图7为本发明的另一实施例中熔接密封装置的立体示意图。需要注意的是,图7的组件标号与图3相同者,其所代表的组件亦与前述实施例相同或相似,以下仅针对熔接密封装置600与图3的熔接密封装置300的相异处加以说明。
请参照图7,在熔接密封装置600中,光源310与屏蔽320是配置于支架640上,且熔接密封装置600更包括第四传动装置660,连接于承载平台630,用以带动承载平台630沿第二方向D2移动。也就是说,熔接密封装置600与前述实施例的熔接密封装置300的相异处在于如何达成光源310与屏蔽320同步相对承载平台330/630的移动,而使用熔接密封装置600进行熔接加工的方法与前述实施例相同或相似,此处不再赘述。
图8为本发明的另一实施例中熔接密封装置的立体示意图。同样地,图8的组件标号与图3相同者,其所代表的组件亦与前述实施例相同或相似,以下仅针对熔接密封装置700与图3的熔接密封装置300的相异处加以说明。
请参照图8,在本实施例的熔接密封装置700中,光源310是固定于支架740上,而承载平台730与屏蔽720则是分别藉由第五传动机构760与第六传动机构770来带动其在第一方向D1及第二方向D2上移动,以达成与前述实施例相同的相对运动。特别的是,如图9所示,在本实施例中,屏蔽720的透光图案722可以仅具有一个第一透光部722a与一个第二透光部722b,且第一透光部722a与第二透光部722b彼此相连而呈L型。在熔接加工中,当第一透光部722a对应至基板301的待熔接区时,屏蔽720及承载平台330至少其中之一沿第一方向D1移动。当第二透光部722b对应至基板301的待熔接区时,屏蔽720及承载平台330至少其中之一则是沿第二方向D2移动。
虽然前述实施例的屏蔽上的透光图案为U型或L型,但本发明并不限于此。如图10所示,在其它实施例中,屏蔽920的透光图案922也可以是由一个第一透光部922a以及三个以上的第二透光部922b所组成。
值得一提的是,使用本发明的熔接密封装置进行熔接加工,可以单一屏蔽对具有不同待熔接区的基板进行熔接加工。以下将以图10的屏蔽920为例作说明。
图11A及图11B分别为本发明的实施例中熔接密封装置于动作中的俯视示意图。由图11A及图11B可知,由于屏蔽920具有多个第二透光部922b,因此不但可使用屏蔽920对仅涂布单一环形熔接材料902的基板901进行熔接(见图11A),更可以同时将多个小尺寸的基板903放置于承载平台上,并使用屏蔽920对这些基板903的熔接材料904同时进行熔接(见图11B)。由此可知,在本发明的熔接密封装置中,屏蔽上的透光图案可视实际需求来设计,以符合待熔接区的形状、大小及排列方式。
基于上述,在其它实施例中,屏蔽还可以具有多个透光图案。如图12所示,屏蔽1100可以具有多个不同的透光图案322,且这些透光图案322可沿一维或二维方向排列。如图13所示,屏蔽122也可以具有多个相同的透光图案322,而这些透光图案322同样可沿一维或二维方向排列。
特别的是,本发明在另一实施例中,如图14所示,熔接密封装置1300还可以包括多个光源310与多个屏蔽1320,且各光源310均对应至一个屏蔽1320。如此一来,即可针对各个光源310与屏蔽1320进行精准的位置校正,以提高熔接加工的良品率。
综上所述,在本发明的熔接密封装置及使用其的熔接方法中是令屏蔽可相对承载平台移动,因而可以尺寸小于待熔接的基板的屏蔽对基板进行熔接。而且,不同设计/尺寸的基板亦可使用同一个屏蔽进行熔接。如此一来,不但可以节省加工成本,更可以避免屏蔽因尺寸过大而朝向基板弯曲,导致屏蔽或基板的刮伤。
另外,由于本发明的熔接密封装置可以将光源与屏蔽配置于同一个支架上,因此在更换待熔接的基板后,无须再次对光源与屏蔽进行对位,以缩短单条生产线的时间。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。