CN103200778A - 大尺寸oled柔性电路板绑定装置及相应的控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明的一种大尺寸OLED柔性电路板绑定装置包括动力组件、压头、金属加热器和限位装置的部件，所述压头为长条状，其下表面为矩形平面，与长度方向垂直的截面自下而上逐渐变宽；所述压头还包括不少于一个热膨胀缝，热膨胀缝为垂直于压头长度方向在压头上自上而下切割形成的缝隙，所述热膨胀缝均匀分布在压头的长度方向上。有益效果在于能够用于较大尺寸的OLED热压工艺，避免了压头变长后在加热的情况下变形弯曲的缺陷。另外，该装置还通过采用比如伺服电机控制替换原有动力单元以及光栅尺实现位置精确控制等方案，并在绑定过程中减少OLED电极对位偏移、欠压和过压的情况，从而提高产品制造良率。

Description

大尺寸OLED柔性电路板绑定装置及相应的控制电路

技术领域

本发明属于OLED显示技术领域，具体涉及一种OLED柔性电路板热压绑定的装置，该装置主要应用于大尺寸的OLED柔性电路板的电极热压绑定工艺。

背景技术

在平板显示技术中，有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）显示器以其轻薄、主动发光、快响应速度、广视角、色彩丰富及高亮度、低功耗、耐高低温等众多优点而被业界公认为是继液晶显示器（LCD）之后的第三代显示技术。主动式OLED（Active Matrix OLED，AMOLED）也称为有源矩阵OLED，AMOLED因通过在每个像素中集成薄膜晶体管（TFT）和电容器并由电容器维持电压的方法进行驱动，因而可以实现大尺寸、高分辨率面板，是当前研究的重点及未来显示技术的发展方向。

但是，在大尺寸的OLED面板制作过程中，柔性电路板的绑定是一道重要工序，好的绑定机构能提高OLED的制造良率，保障OLED的优秀的显示效果。

一种现有的绑定机构如图1-1和图1-2所示，通常包括动力组件11、压头12、金属加热器13和限位传感器14等部件，动力组件11通常又由提供动力的汽缸111和汽缸活塞杆112组成，其中金属加热器是嵌入压头12中的，用于加热压头12至合适的温度，动力组件11用于提供压头对柔性电路板施压的压力，其大小通过通向汽缸的气压来调节，另外压头在对柔性电路板进行热压峰装时通常需要限制其位置，以免产生压力不足或者过压的极端情况，保证产品的良率，在传统技术中，通常是采用两个限位传感器安装在汽缸运动的自由度两端合适的位置，以减少汽缸运动超出该范围导致产品不良的情况。但是，这种方式只适用于目前小的尺寸的OLED制造。随着OLED技术的不断发展，OLED显示器件的尺寸也在快速变大，现在索尼和松下已经研发出56英寸4K（3840x2160；829万像素）的大尺寸高分辨率的OLED显示器件并在2013CES上参展。如果我们在以后的大尺寸OLED绑定中仍然使用现在的绑定机构，容易造成电极对位偏移、欠压和过压的情况，从而无法满足大尺寸高分辨率的OLED显示器件的制造要求。

发明内容

本发明对针对现有的OLED显示器件制作中柔性电路板的热压绑定装置在大尺寸的OLED显示器制作中无法适用以满足生产良品率的不足，提出了一种大尺寸OLED柔性电路板绑定装置。

本发明的技术方案是：一种大尺寸OLED柔性电路板绑定装置，包括动力组件、压头、金属加热器和限位装置，所述动力组件与压头相连接，用于提供压头上下自由度运动的动力和热压柔性电路板的压力，金属加热器嵌入压头中，用于加热压头，限位装置用于提供压头的位置信息；为了方便描述，现规定压头与柔性电路板接触的表面为下，与之相对的压头另一表面为上；

其特征在于，所述压头为长条状，其下表面为矩形平面，与长度方向垂直的截面自下而上逐渐变宽；

所述压头的长度为32到80寸之间，优选为40到65寸之间；

所述压头还包括不少于一个热膨胀缝，热膨胀缝为垂直于压头长度方向在压头上自上而下切割形成的缝隙，所述热膨胀缝均匀分布在压头的长度方向上。

进一步的，上述动力组件包括伺服电机和传动装置，所述伺服电机主轴与传动装置相连接，所述传动装置与压头相连接，用于根据伺服电机的转动带动压头做上下自由度运动。

进一步的，上述传动装置为包括固定于基座上的螺母和相应的精细螺杆，用于将伺服电机的转动转换为螺杆上下自由度的精细运动。

进一步的，上述压头的下表面在长度方向的两端包括增宽区域，所述增宽区域尺寸与柔性电路板的阴极相应，用于柔性电路板阴极的热压。

进一步的，上述限位装置为光栅尺，所述光栅尺包括沿压头运动自由度方向设置的光栅标尺和相应的读数头，所述光栅尺用于提供压头在其运动自由度上的相对位置。

本发明还提供了一种用于上述大尺寸OLED柔性电路板绑定装置的控制电路，包括控制单元，其特征在于，还包括至少一组温控单元、至少一组动力单元和至少一组定位单元，所述温控单元包括温控模块、金属加热器和温度传感器；

所述温控模块同时连接温度传感器、金属加热器和控制单元，用于根据控制单元的指令控制金属加热器和将温度传感器采集的数据转换为控制单元能够识别的信号；

所述动力单元包括定位模块和伺服电机，所述定位模块同时连接伺服电机和控制单元，用于根据控制单元指令控制伺服电机运动；

所述定位单元包括光栅尺和模式转换模块，所述光栅尺包括光栅标尺和读数头，所述模数转换模块同时与读数头和控制单元相连接，用于将读数头读取的相对于光栅标尺的位置信号转换为数字信号输送向控制单元。

优选的，所述温度传感器为热电偶。

优选的，所述温控模块包含模数转换单元，用于将热电偶采集的模拟温度信号转换为控制单元能够识别的数字温度信号。

本发明的有益效果在于：本发明的大尺寸OLED柔性电路板绑定装置为了能够用于较大尺寸的OLED热压工艺，采用了加长原有压头的方式，同时在加长的压头上增加热膨胀缝，避免了压头变长后在加热的情况下变形弯曲的缺陷。另外，该装置还通过采用比如伺服电机控制替换原有动力单元以及光栅尺实现位置精确控制等方案，使该装置可有效控制压头的力矩和位移，并在绑定过程中减少OLED电极对位偏移、欠压和过压的情况，从而提高产品制造良率。

附图说明

图1-1为现有绑定装置的结构示意图；

图1-2为图1-1所示的绑定装置另一视角的结构示意图；

图2-1为本发明绑定装置的一实施例的结构示意图；

图2-2为本发明绑定装置的压头的一实施例示意图；

图2-3为图2-1所示的绑定装置另一视角的结构示意图；

图3为本发明绑定装置的控制电路结构图。

附图标记说明：动力组件11，汽缸111，汽缸活塞杆112，压头12，金属加热器13，限位传感器14，动力组件21，伺服电机211，传动装置212，压头22，阳极压头221，阴极压头222，热膨胀缝223，金属加热器23，限位装置24，读数头241，光栅标尺242。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例做进一步的详述。

如图2-1、图2-2、图2-3及图3所示，一种大尺寸OLED柔性电路板绑定装置，包括动力组件21、压头22、金属加热器23和限位装置24，所述动力组件21与压头22相连接，用于提供压头上下自由度运动的动力和热压柔性电路板的压力，金属加热器嵌入压头中，用于加热压头，限位装置用于提供压头的位置信息。需要说明的是，几乎所有的柔性电路板绑定装置均没有对压头施与柔性电路板的压力进行直接实时监测的功能，但是该压力过压或者欠压情况均可能导致柔性电路板绑定不良进而导致次品率高的风险。在传统的绑定装置中，为了降低该风险采用的是由汽缸提供动力，通过调节气压的大小来控制该压力，同时配合上下两极端位置传感控制的方式进一步限定压头的位置以避免过压而导致次品产生的风险。可是由于气体为弹性介质存在灵敏度低等缺陷，在本实施例中采用了步进电机配合光栅尺的方式，通过精确控制压头进动距离实现对压头压力精确控制的目的。

为了方便描述，现规定压头与柔性电路板接触的表面为下，与之相对的压头另一表面为上；在本实施例中，所述压头22为长条状，其下表面为矩形平面，与长度方向垂直的截面自下而上逐渐变宽；原因是通常柔性电路板绑定的热压面较小，为了保证热压良好，需要有相应尺寸的热压头，故压头的下表面相应较小，同时为了保证压头的机械强度，故采用了自下而上逐渐变宽的截面设计。为了兼顾压头长度与机械性能的协调稳定，本实施例中的压头的长度优选为4到56寸之间；所述压头22还包括不少于一个热膨胀缝223，热膨胀缝223为垂直于压头长度方向在压头上自上而下切割形成的缝隙，该热膨胀缝均匀分布在压头的长度方向上。为了使压头的性能不受影响，该热膨胀缝223的宽度优选为不大于0.05mm。

为了使本发明方案更易于被理解，以下以举例的形式对本发明的具体部件做进一步描述，本领域的普通技术人员将会意识到，以下举例描述的方案仅为本发明方案的一具体形式，不应理解为对本发明方案的限制：

其中动力组件包括伺服电机211和传动装置212，所述伺服电机211主轴与传动装置212相连接，所述传动装置212与压头22相连接，用于根据伺服电机的转动带动压头做上下自由度运动，所述伺服电机因其技术成熟，控制性能良好，本实施例中优选伺服电机用于动力组件21。

作为传动装置的一优选方式，在本实施例中以固定于基座上的螺母和相应的精细螺杆实现，该传动装置用于将伺服电机的转动转换为螺杆上下自由度的精细运动。

作为进一步的优选方案，上述的压头22的下表面在长度方向的两端包括增宽区域，所述增宽区域尺寸与柔性电路板的阴极相应，用于柔性电路板阴极的热压。所述压头的两端用于柔性电路板阴极的热压的区域如图2-2所示，被称为阴极压头222，其中间部分用于柔性电路板阳极的热压，被成为阳极压头221，阳极压头应长度较大，故设置有防止因热膨胀而变形的热膨胀缝223。

进一步的，限位装置优先采用光栅尺24，这里的光栅尺包括沿压头运动自由度方向设置的光栅标尺242和相应的读数头241，所述光栅尺用于提供压头在其运动自由度上的相对位置。这里的光栅标尺是按一定密度分布压头运动自由度方向的栅格，该密度代表了光栅尺的灵敏度，该密度可以有本领域的普通技术人员根据灵敏度要求很容易地确定。

本发明还提供了一种用于上述大尺寸OLED柔性电路板绑定装置的控制电路，包括控制单元和至少一组温控单元、至少一组动力单元和至少一组定位单元，所述温控单元包括温控模块、金属加热器和温度传感器；温控模块同时连接温度传感器、金属加热器和控制单元，用于根据控制单元的指令控制金属加热器和将温度传感器采集的数据转换为控制单元能够识别的信号；动力单元包括定位模块和伺服电机，所述定位模块同时连接伺服电机和控制单元，用于根据控制单元指令控制伺服电机运动；定位单元包括光栅尺和模式转换模块，所述光栅尺包括光栅标尺和读数头，所述模数转换模块同时与读数头和控制单元相连接，用于将读数头读取的相对于光栅标尺的位置信号转换为数字信号输送向控制单元。

出于使本发明方案的目的更清晰地表达的目的，以下进一步提供上述控制电路中的部分单元的优选方式：其中，温度传感器优选为热电偶；温控模块包含模数转换单元，用于将热电偶采集的模拟温度信号转换为控制单元能够识别的数字温度信号。本领域的普通技术人员将会意识到实施例中所涉及的优选实施方式并非要求同时实施。

大尺寸OLED柔性电路板绑定装置的工作过程如下：

OLED柔性电路板的绑定是指通过对已经加热处于恒温状态的压头施压，从而使OLED基板电极与柔性电路板电极连通。现有绑定装置是通过气缸推动压头进行绑定压接作业，压力的大小靠输入到气缸的调压阀来调节，压头推进的位置靠限位传感器来控制。压头在绑定之前要靠金属加热器进行升温。本实施例的压头根据大尺寸高分辨率OLED的电极规格和尺寸设计，通常阳极位于中间，阴极位于两边。阳极的绑定接触面较小但是间距较大，阴极绑定接触面较大但是间距较小。绑定接触面根据OLED电极位置设定。因为适用于大尺寸OLED绑定，所以新型压头的长度较原来会大大增加，而压头在绑定中的加热(400℃以上)及加热器位置会导致压头膨胀变形，从而影响OLED与柔性电路的绑定精度。因此在压头阳极绑定区域的上端，采用线性切割加工出若干膨胀缝，切割位置应避开伺服推杆与压头的连接位置。在新型压头的上部均匀安装若干动力组件21，动力组件主要由伺服电机211和传动装置212，伺服电机可以精确控制力矩的输出，传动装置用于推动压头上下运动。在压头的左右位置各安装一个光栅尺，光栅读数头安装在压头阴极上方的侧边位置，通过读数头读取标尺光栅的刻度，从而可以精确控制压头的位移量。左右各安装一个光栅尺可对压头左右位移量进行反馈，避免压偏的情况。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种大尺寸OLED柔性电路板绑定装置，包括动力组件、压头、金属加热器和限位装置，所述动力组件与压头相连接，用于提供压头上下自由度运动的动力和热压柔性电路板的压力，金属加热器嵌入压头中，用于加热压头，限位装置用于提供压头的位置信息；为了方便描述，现规定压头与柔性电路板接触的表面为下，与之相对的压头另一表面为上；

其特征在于，所述压头为长条状，其下表面为矩形平面，与长度方向垂直的截面自下而上逐渐变宽；

所述压头的长度为32到80寸之间；

所述压头还包括不少于一个热膨胀缝，热膨胀缝为垂直于压头长度方向在压头上自上而下切割形成的缝隙，所述热膨胀缝均匀分布在压头的长度方向上。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸OLED柔性电路板绑定装置，其特征在于，所述动力组件包括伺服电机和传动装置，所述伺服电机主轴与传动装置相连接，所述传动装置与压头相连接，用于根据伺服电机的转动带动压头做上下自由度运动。

3.根据权利要求2所述的一种大尺寸OLED柔性电路板绑定装置，其特征在于，所述传动装置为包括固定于基座上的螺母和相应的精细螺杆，用于将伺服电机的转动转换为螺杆上下自由度的精细运动。

4.根据权利要求1所述的一种大尺寸OLED柔性电路板绑定装置，其特征在于，所述压头的下表面在长度方向的两端包括增宽区域，所述增宽区域尺寸与柔性电路板的阴极相应，用于柔性电路板阴极的热压。

5.根据权利要求1所述的一种大尺寸OLED柔性电路板绑定装置，其特征在于，所述限位装置为光栅尺，所述光栅尺包括沿压头运动自由度方向设置的光栅标尺和相应的读数头，所述光栅尺用于提供压头在其运动自由度上的相对位置。

6.一种用于上述大尺寸OLED柔性电路板绑定装置的控制电路，包括控制单元，其特征在于，还包括至少一组温控单元、至少一组动力单元和至少一组定位单元，所述温控单元包括温控模块、金属加热器和温度传感器；

所述温控模块同时连接温度传感器、金属加热器和控制单元，用于根据控制单元的指令控制金属加热器和将温度传感器采集的数据转换为控制单元能够识别的信号；

所述动力单元包括定位模块和伺服电机，所述定位模块同时连接伺服电机和控制单元，用于根据控制单元指令控制伺服电机运动；

所述定位单元包括光栅尺和模式转换模块，所述光栅尺包括光栅标尺和读数头，所述模数转换模块同时与读数头和控制单元相连接，用于将读数头读取的相对于光栅标尺的位置信号转换为数字信号输送向控制单元。

7.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述温度传感器为热电偶。

8.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述温控模块包含模数转换单元，用于将热电偶采集的模拟温度信号转换为控制单元能够识别的数字温度信号。

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