CN103325961A - Oled封装加热装置及工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及OLED封装领域，具体涉及一种OLED封装加热装置及工艺方法，该装置包括一微波发生器和反应腔室，该反应腔室底部设置有一掩膜板，该掩膜板底层有一石英层，石英层上表面有一为金属层且该金属层设置有至少一个开口；反应腔室的顶端设置有一反射板，该反射板的下表面为金属材质。在进行烧结工艺过程时，首先在反应腔室内涂覆多块熔膏，并保证熔膏涂覆位置位于掩膜板开口位置的正上方，然后使用微波发生器产生微波并通过波导管传输至反应腔室内对熔膏进行加热烧结。本发明利用微波遇玻璃穿透、遇金属反射、遇水吸收的特性对熔膏进行加热和烧结，能耗较低，并且降低了生产成本，进而提升了器件性能及生产工艺。

Description

OLED封装加热装置及工艺方法

技术领域

本发明涉及OLED封装领域，具体涉及一种OLED封装加热装置及工艺方法。

背景技术

OLED，即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示（Organic Electroluminesence Display,OELD）。OLED具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板制程，当电流通过时，有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，对电能的消耗较少，得到了广泛使用。随着OLED技术的不断发展，对OLED工艺要求也越来越高，其中，OLED的制造包括一封装工艺，现有技术中OLED封装一般采用laser frit（激光融化）封装的技术方案，具体包括以下步骤：S1、在硬质基板的上表面涂覆一层frit（熔膏）；S2、对熔膏进行加热烧结；S3、进行UV（ultraviolet紫外线）涂布工艺及固化工艺；S4、进行激光融化并封装。该方法进行上述生产工艺步骤S2的生产周期时间约180分钟，耗时较长，且生产效率低下，同时采用该技术方案在步骤S2中易出现的tacttime（单件产品生产时间）匹配问题，因此，需要采用其他工艺来防止该问题的出现。

现有技术中一般采用两种技术方案来解决单件产品生产时间的问题：

技术方案①，立式石英腔室加热，一次对多片涂布熔膏的玻璃基板进行烧结。当采用该技术方案解决单件产品生产时间的问题时，由于在一个反应腔室内不同处熔膏的等待时间不同，熔膏会因自身流动性造成形貌不佳，进而影响后续封装工艺；

技术方案②，隧道腔室加热，硬质基板在长的隧道腔室过程中加热进行烧结。采用该技术方案时，由于硬质基板运行时间较长，在运行过程中容易增加particle（颗粒）的风险，进而影响了器件性能；同时由于长隧道腔室设备较长，PM（prevent maintenance，预防性维护）比较麻烦，导致生产周期较长，生产效率较低，同时增加了生产成本。

由于上述的两种技术方案均是采用间接加热的方法，而在加热过程中对硬质基板也进行了加热，容易产生热传递和对流的现象，进而存在较大温度梯度，增大了生产的消耗，同时由于加热过后熔膏温度较高，等待降温时间较长，进一步降低了生产效率。

图1为传统技术中进行加热烧结的示意图；如图1所示，传统技术方案中一般采用立式石英腔室或隧道腔室对熔膏进行加热烧结，即在使用热源通过介质对熔膏进行加热的同时，硬质基板也会同时被加热，使得加热时间较长，使得生产能耗较高，在降低生产效率的同时，增加了生产成本。

中国专利（授权公告号：CN 201478344U）公开一种发光二级管环氧树脂封装加热固化装置，包括保温烘道，保温烘道内设有传输装置，保温烘道上设有排气口，模条托架置于保温烘道内的传输装置上，注胶模条与模条托架连接，保温烘道内设有红外辐射加热管。采用了红外辐射加热管作为加热固化的热源，它既同普通电加热管一样通过空气介质将热量对流给被加热物料的表面，又能辐射出大量的红外线，当红外线被物料吸收时，物料内部的分子被激活产生碰撞运动，产生大量的热能，物料即同时被从内部加热。该技术方案中采用的是红外线加热的方法，由于在采用红外加热时一般会伴随着热空气对流，可能会对产品造成一定影响，进而影响器件性能。

美国专利（公开号：US20100095705A1）公开了一种OLED制造方法，具体包括以下步骤：提供第一玻璃基板和第二玻璃基板并将不含锑的玻璃料沉积到第一玻璃基板上，OLED可沉积在第二玻璃基板上，然后利用辐射源(例如激光、红外线)来加热玻璃料，使其熔融并形成将第一玻璃基板连接到第二玻璃基板上的气密密封，同时保护OLED。但是该专利采用无差别微波加热，即对腔室内所有区域发射微波，微波发射面积较广，进而导致产生微波的装置功率较大，提高了生产成本，同时微波可能对其他不需要烧结的地方也进行了加热，从而造成器件的损坏。

发明内容

本发明根据现有技术中对熔膏加热烧结方法的不足提供了一种OLED封装加热装置及工艺方法，利用微波照射至不同材料时会呈现穿透、吸收或反射的特性（如当微波照射至材料为玻璃、塑料和瓷器等的物件上时，该微波几乎是穿越而不被吸收，呈现穿透的特性；当微波照射至含有水的物体上时，则会吸收该微波而使自身发热，呈现吸收的特性；而当微波照射至材料为金属的物件上时，则该微波会被反，即呈现反射的特性），对熔膏进行加热烧结操作，在减少生产功耗，降低生产成本的同时，还会提高加热烧结的质量，进而提高产品器件的良率。

本发明采用的技术方案为：

一种OLED封装加热装置，应用于硬质基板上涂覆有熔膏的烧结工艺中，其中，所述加热装置包括：反应腔室、掩膜板和微波发生器；

所述掩膜板设置于所述反应腔室的内部；

所述微波发生器发射的微波经所述掩膜板后，对所述熔膏进行烧结。

上述的OLED封装加热装置，其中，所述掩膜板上设置有穿透区和阻挡区；

所述阻挡区阻挡所述微波发生器发射的微波穿过位于该阻挡区的掩膜板；

所述微波发生器发射的微波穿过位于所述穿透区的掩膜板对所述熔膏进行加热。

上述的OLED封装加热装置，其中，所述加热装置还包括一反射板；

所述反射板设置于所述反应腔室的内部，且该反射板位于所述硬质基板的上方，以反射穿透该硬质基板的微波至所述熔膏上。

上述的OLED封装加热装置，其中，所述穿透区位于所述熔膏的正下方，且所述穿透区的平面形状与所述熔膏的平面形状相同；

所述微波垂直所述掩膜板照射至所述熔膏上。

上述的OLED封装加热装置，其中，所述反应腔室的外壳的材质为金属材料。

上述的OLED封装加热装置，其中，所述微波发生器通过一波导管将发射的微波传送至所述反应腔室内。

上述的OLED封装加热装置，其中，所述反射板的材质为金属。

上述的OLED封装加热装置，其中，所述掩膜板、所述硬质基板和所述反射板三者之间均互相平行设置。

上述的OLED封装加热装置，其中，所述微波发生器发射的微波的波长为1mm～1m。

上述的OLED封装加热装置，其中，所述微波发生器的工作功率为5W-12W。

一种OLED封装加热方法，应用于涂覆在硬质基板的熔膏上，其中，采用微波对所述熔膏进行烧结工艺。

上述的OLED封装加热方法，其中，在一反应腔室内进行所述烧结工艺，且该反应腔室的内壁上覆盖有一层微波反射膜。

上述的OLED封装加热方法，其中，所述反应腔室的外壳的材质为金属。

上述的OLED封装加热方法，其中，还包括提供一微波发生器，该微波发生器通过一波导管将发射的微波传送至所述反应腔室内。

上述的OLED封装加热方法，其中，还包括提供一掩膜板，所述掩膜板上设置有穿透区和阻挡区；

所述阻挡区阻挡所述微波发生器发射的微波穿过该掩膜板；

所述微波发生器发射的微波经所述穿透区穿过该掩膜板后，照射所述熔膏对所述熔膏进行烧结。

上述的OLED封装加热方法，其中，所述穿透区位于所述熔膏的正下方，且所述穿透区的平面形状与所述熔膏的平面形状相同，所述微波垂直于所述掩膜板照射所述熔膏。

上述的OLED封装加热方法，其中，还包括提供一反射板，所述反射板与所述硬质基板及所述掩膜板三者之间均相互平行设置。

上述的OLED封装加热方法，其中，所述微波发生器发射的微波的波长为1mm～1m。

上述的OLED封装加热方法，其中，采用所述微波对所述熔膏进行烧结工艺的工艺时间为35分钟-45分钟。

上述的OLED封装加热方法，其中，所述微波发生器的工作功率为5W-12W。

由于本发明采用了以上技术方案，通过提供一OLED封装加热装置，并利用微波发生器产生微波，以对反应腔室内的的熔膏进行烧结工艺，相比较传统的方法具有能耗低、加热速度快、成本低等优势，同时在加热烧结过程中还能够烧结出透明的封装边界，在提高了生产工艺质量的同时，还降低了生产能耗，并进一步提升了产品器件的性能及良率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为传统的OLED封装工艺中加热烧结的示意图；

图2为本发明一种OLED封装加热装置的侧面剖视图；

图3为本发明一种OLED封装加热装置中反应腔室的结构示意图；

图4为本发明一种OLED封装加热装置中掩膜板的结构示意图；

图5为本发明采用微波进行烧结工艺的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

实施例一：

图2为本发明一种OLED封装加热装置的侧面剖视图；如图2所示，该加热装置包括反应腔室7和微波发生器1，该微波发生器1通过一波导管2将发射的微波从反应腔室7的底部传送至该反应腔室7中；该反应腔室7中设置有反射板8、掩膜板（图中未标示）和上表面设置有熔膏6的硬质基板5；其中，硬质基板5固定在反应腔室7内部的中部，且反射板8设置于反应腔室7内部的顶端，以反射穿透熔膏6的微波重新照射至该熔膏6上，而掩膜板设置在该反应腔室7内部的底端，以遮挡部分微波，使得剩余的微波穿透该掩膜板后均照射至熔膏6上。

优选的，在本实施例中，反应腔室7外壳材料为金属材质，以防止衍射或折射的微波穿透反应腔室7，同时波导管2的内壁表面也涂覆一层金属薄膜。

进一步的，如图2所示，掩膜板由石英层3和金属层4构成，且该掩膜板上设置有穿透区和阻挡区；金属层4位于石英层3的上表面，且该金属层4上垂直石英层3的上表面开设有多个开口9，且每个开口9的底部均暴露出石英层3的上表面，以形成穿透区；其中，覆盖有金属层4的区域则为阻挡区。

另外，硬质基板5（在本发明实施例中，优选该硬质基板5为玻璃基板）位于掩膜板的正上方，该硬质基板5的上表面涂覆有熔膏6，且熔膏6位于开口9的正上方，而熔膏6的下表面形状与开口9的开口形状匹配，以使得微波穿透该穿透区域（即穿过开口9）的微波照射至熔膏6的下表面。

进一步的，反射板8位于硬质基板5的正上方，且掩膜板、硬质基板5及反射板8互相平行；其中，反射板8材质为金属。

优选的，微波发生器1的工作功率为5～12W（如5W、8W、10W或12W等值），并可根据工艺需求对所述微波发生器的工作功率进行设定；其中，该微波发生器1工作时发出的微波波长为1mm～1m。

图3为本发明一种OLED封装加热装置中反应腔室的结构示意图，如图3所示，在本实施例中，优选采用金属材料作为反应腔室7的外壳，且在反应腔室的内壁上覆盖有一层微波反射膜(如金属薄膜10,可将整个反应腔室的内壁均采用金属材料制备），以防止衍射或折射的微波穿透反应腔室7。

图4为本发明一种OLED封装加热装置中掩膜板的结构示意图；如图2-4所示，位于反应腔室（图4中未标示）底部掩膜板包括穿透区和透过区，且该掩膜板由位于底部的石英层3和位于该石英层3上表面的金属层4；其中，金属层4上设置有多个开口9，从微波发生器1发射的微波，经波导管2传送至反应腔室7的底端后，经掩膜板遮挡后一部分微波后（微波不能穿过金属层4），剩余的微波穿透石英层3后经过开口9，再穿透硬质基板5后照射至熔膏6，对熔膏6加热，以将熔膏6中的溶剂蒸发掉，进而完成烧结工艺。

实施例二：

图5为本发明采用微波进行烧结工艺的示意图；如图5所示，本申请还提供了一种OLED封装加热方法，通过采用微波发生器1发射的微波对位于基板5上表面的熔膏6进行烧结工艺。

优选的，采用上述实施例一的OLED封装加热装置（参见图2～4），完成上述熔膏6的烧结工艺，即该加热装置包括反应腔室7和微波发生器1，该微波发生器1通过一波导管2将发射的微波从反应腔室7的底部传送至该反应腔室7中。

进一步的，该反应腔室7中设置有金属材质的反射板8、掩膜板和上表面设置有熔膏6的硬质基板5；反射板8设置于反应腔室7内部的顶端，硬质基板5固定在反应腔室7内部的中部，掩膜板设置在该反应腔室7内部的底端，该掩膜板包括底部的石英层3和顶部的金属层4，其中，硬质基板5与反射板8互相平行。

采用该装置进行OLED烧结工艺时具体包括以下步骤：

首先，在石英层3的上表面制备一金属层，并回蚀该金属层至石英层3的上表面后，去除位于穿透区的金属层（即形成开口9）后，形成具有多个开口9的金属层4，且该石英层3和具有开口9的金属层4共同构成掩膜板。

其次，将该掩膜板固定在反应腔室7的底部，并于该反应腔室7的顶部设置反射板8，且将设置有熔膏6的硬质基板5固定在反应腔室7的内部，位于反射板8与掩膜板之间，且保证反射板8、硬质基板5和掩膜板互相平行设置。

另外，每块熔膏6皆位于掩膜板开口9的正上方并与开口9形成交叠，同时保证熔膏6底面的平面形状和开口9的平面形状相同。

然后，打开微波发生器1，微波发生器1产生波长为1m～1mm的微波，并通过波导管2传输至反应腔室7中；由于波导管2的内壁上设置有金属薄膜，故微波无法穿透该波导管，进而保证微波在波导管2内进行传输并到达至反应腔室7，可有效避免微波穿透波导管2至外部造成的浪费，同时还保障了设备外操作人员免受微波照射的伤害。

当微波通过波导管2传输到达反应腔室7的底部时，需要先经过掩膜板才能进入反应腔室7的内部，由于掩膜板底层为石英层3，微波可直接穿透材料为石英材料的该石英层3，同时由于微波无法穿透金属材质，故微波只能从该金属层4设置的开口9处照射至反应腔室7的内部（如图2所示的微波入射位置及方向），并继续穿透硬质基板5后，对位于硬质基板5上的熔膏6进行加热。

由于熔膏6的主要成分为金属氧化物且含有一定量的可蒸发溶剂（即熔膏6内含有水分），而微波具有只对一些离子性/极性分子(吸收微波)以及包含这些材料的混合物具有加热功能，即可以在不加热氛围的情况下针对熔膏6进行单独的加热，进而完成熔膏6的烧结工艺，在降低能耗的同时，还减少了PM等待氛围的降温时间；

另外，由于微波直接会被熔膏6的分子所吸收，所以可以从熔膏6的内部进行加热，还能通过降低熔膏6界面的活化能(即材料熔点),进而降低材料烧结温度，从而降低了生产功耗，同时还可烧结出透明透的封装边界，提高了生产工艺。

进一步的，当没有被熔膏6吸收的微波在穿透熔膏6后，经反射板8反射（如图2所示微波的反射位置及方向），进而对熔膏6进行二次加热和烧结，进一步的降低了生产能耗。

其中，该微波发生器1的工作功率为（5-12W如5W、8W、10W或12W等值），并通过控制微波发生器1的工作时间在35-45分钟（35分钟、40分钟或45分钟等时间值）之间，来对熔膏6进行烧结，在本发明的实施例中，通过控制微波发生器1的功率及工作时间进而控制熔膏6的烧结程度，从而满足不同的生产工艺需求。

最后，涂覆UV胶后固化并进行后续的激光封装工艺，后续的工艺步骤采用本领域常规技术手段，在此不再赘述。

综上所述，由于本发明采用了以上技术方案进行激光封装工艺，利用微波对熔膏进行快速加热，以完成烧结工艺，同时在反应腔室内设置具有开口的掩膜板，使微波通过开口向上运动只对开口正上方的熔膏进行加热，反应腔室顶端设置的反射板还可反射微波进而对熔膏进行二次加热，在减少反应时间的同时，还降低了生产成本，进而提高了器件性能和生产工艺。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (20)

1.一种OLED封装加热装置，应用于硬质基板上涂覆有熔膏的烧结工艺中，其特征在于，所述加热装置包括：反应腔室、掩膜板和微波发生器；

所述掩膜板设置于所述反应腔室的内部；

所述微波发生器发射的微波经所述掩膜板后，对所述熔膏进行烧结。

2.根据权利要求1所述的OLED封装加热装置，其特征在于，所述掩膜板上设置有穿透区和阻挡区；

所述阻挡区阻挡所述微波发生器发射的微波穿过位于该阻挡区的掩膜板；

所述微波发生器发射的微波穿过位于所述穿透区的掩膜板对所述熔膏进行加热。

3.根据权利要求2所述的OLED封装加热装置，其特征在于，所述加热装置还包括一反射板；

所述反射板设置于所述反应腔室的内部，且该反射板位于所述硬质基板的上方，以反射穿透该硬质基板的微波至所述熔膏上。

4.根据权利要求2所述的OLED封装加热装置，其特征在于，所述穿透区位于所述熔膏的正下方，且所述穿透区的平面形状与所述熔膏的平面形状相同；

所述微波垂直所述掩膜板照射至所述熔膏上。

5.根据权利要求1所述的OLED封装加热装置，其特征在于，所述反应腔室的外壳的材质为金属材料。

6.根据权利要求1所述的OLED封装加热装置，其特征在于，所述微波发生器通过一波导管将发射的微波传送至所述反应腔室内。

7.根据权利要求1所述的OLED封装加热装置，其特征在于，所述反射板的材质为金属。

8.根据权利要求1所述的OLED封装加热装置，其特征在于，所述掩膜板、所述硬质基板和所述反射板三者之间均互相平行设置。

9.根据权利要求1所述的OLED封装加热装置，其特征在于，所述微波发生器发射的微波的波长为1mm～1m。

10.根据权利要求1所述的OLED封装加热装置，其特征在于，所述微波发生器的工作功率为5W-12W。

11.一种OLED封装加热方法，应用于涂覆在硬质基板的熔膏上，其特征在于，采用微波对所述熔膏进行烧结工艺。

12.根据权利要求11所述的OLED封装加热方法，其特征在于，在一反应腔室内进行所述烧结工艺，且该反应腔室的内壁上覆盖有一层微波反射膜。

13.根据权利要求11所述的OLED封装加热方法，其特征在于，所述反应腔室的外壳的材质为金属。

14.根据权利要求11所述的OLED封装加热方法，其特征在于，还包括提供一微波发生器，该微波发生器通过一波导管将发射的微波传送至所述反应腔室内。

15.根据权利要求11所述的OLED封装加热方法，其特征在于，还包括提供一掩膜板，所述掩膜板上设置有穿透区和阻挡区；

所述阻挡区阻挡所述微波发生器发射的微波穿过该掩膜板；

所述微波发生器发射的微波经所述穿透区穿过该掩膜板后，照射所述熔膏对所述熔膏进行烧结。

16.根据权利要求15所述的OLED封装加热方法，其特征在于，所述穿透区位于所述熔膏的正下方，且所述穿透区的平面形状与所述熔膏的平面形状相同，所述微波垂直于所述掩膜板照射所述熔膏。

17.根据权利要求15所述的OLED封装加热方法，其特征在于，还包括提供一反射板，所述反射板与所述硬质基板及所述掩膜板三者之间均相互平行设置。

18.根据权利要求14所述的OLED封装加热方法，其特征在于，所述微波发生器发射的微波的波长为1mm～1m。

19.根据权利要求11所述的OLED封装加热方法，其特征在于，采用所述微波对所述熔膏进行烧结工艺的工艺时间为35分钟-45分钟。

20.根据权利要求14所述的OLED封装加热方法，其特征在于，所述微波发生器的工作功率为5W-12W。

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