TWI528610B - Oled封裝加熱裝置及工藝方法 - Google Patents

Description

OLED封裝加熱裝置及工藝方法

本發明涉及OLED封裝領域，具體涉及一種OLED封裝加熱裝置及工藝方法。

OLED，即有機發光二極管(Organic Light-Emitting Diode)，又稱為有機電激光顯示(Organic Electroluminesence Display,OELD)。OLED具有自發光的特性，採用非常薄的有機材料塗層和玻璃基板制程，當電流通過時，有機材料就會發光，而且OLED顯示螢幕可視角度大，對電能的消耗較少，得到了廣泛使用。隨著OLED技術的不斷發展，對OLED工藝要求也越來越高，其中，OLED的製造包括一封裝工藝，現有技術中OLED封裝一般採用laser frit(激光融化)封裝的技術方案，具體包括以下步驟：S1、在硬質基板的上表面塗覆一層frit(熔膏)；S2、對熔膏進行加熱燒結；S3、進行UV(ultraviolet紫外線)塗布工藝及固化工藝；S4、進行激光融化並封裝。該方法進行上述生產工藝步驟S2的生產周期時間約180分鐘，耗時較長，且生產效率低下，同時採用該技術方案在步驟S2中易出現的tact time(單件產品生產時間)匹配問題，因此，需要採用其他工藝來防止該問題的出現。

現有技術中一般採用兩種技術方案來解決單件產品生產時間的問題：技術方案一，立式石英腔室加熱，一次對多片塗布熔膏的玻璃基板進行燒結。當採用該技術方案解決單件產品生產時間的問題時，由於在一個反應腔室內不同處熔膏的等待時間不同，熔膏會因自身流動性造成形貌不佳，進而影響後續封裝工藝；技術方案二，隧道腔室加熱，硬質基板在長的隧道腔室過程中加熱進行燒結。採用該技術方案時，由於硬質基 板運行時間較長，在運行過程中容易增加particle(顆粒)的風險，進而影響了器件性能；同時由於長隧道腔室設備較長，PM(prevent maintenance，預防性維護)比較麻煩，導致生產周期較長，生產效率較低，同時增加了生產成本。

由於上述的兩種技術方案均是採用間接加熱的方法，而在加熱過程中對硬質基板也進行了加熱，容易產生熱傳遞和對流的現象，進而存在較大溫度梯度，增大了生產的消耗，同時由於加熱過後熔膏溫度較高，等待降溫時間較長，進一步降低了生產效率。

第一圖為傳統技術中進行加熱燒結的示意圖；如第一圖所示，傳統技術方案中一般採用立式石英腔室或隧道腔室對熔膏進行加熱燒結，即在使用熱源通過介質對熔膏進行加熱的同時，硬質基板也會同時被加熱，使得加熱時間較長，使得生產能耗較高，在降低生產效率的同時，增加了生產成本。

中國專利(授權公告號：CN 201478344U)公開一種發光二級管環氧樹脂封裝加熱固化裝置，包括保溫烘道，保溫烘道內設有傳輸裝置，保溫烘道上設有排氣口，模條托架置於保溫烘道內的傳輸裝置上，注膠模條與模條托架連接，保溫烘道內設有紅外輻射加熱管。採用了紅外輻射加熱管作為加熱固化的熱源，它既同普通電加熱管一樣通過空氣介質將熱量對流給被加熱物料的表面，又能輻射出大量的紅外線，當紅外線被物料吸收時，物料內部的分子被激活產生碰撞運動，產生大量的熱能，物料即同時被從內部加熱。該技術方案中採用的是紅外線加熱的方法，由於在採用紅外加熱時一般會伴隨著熱空氣對流，可能會對產品造成一定影響，進而影響器件性能。

美國專利(公開號：US20100095705A1)公開了一種OLED製造方法，具體包括以下步驟：提供第一玻璃基板和第二玻璃基板並將不含銻的玻璃料沉積到第一玻璃基板上，OLED可沉積在第二玻璃基板上，然後利用輻射源(例如激光、紅外線)來加熱玻璃料，使其熔融並形成將第一玻璃基板連接到第二玻璃基板上的氣密密封，同時保護OLED。但是該專利採用無差別微波加熱，即對腔室內所有區域發射微波，微波發射面積較廣， 進而導致產生微波的裝置功率較大，提高了生產成本，同時微波可能對其他不需要燒結的地方也進行了加熱，從而造成器件的損壞。

本發明根據現有技術中對熔膏加熱燒結方法的不足提供了一種OLED封裝加熱裝置及工藝方法，利用微波照射至不同材料時會呈現穿透、吸收或反射的特性(如當微波照射至材料為玻璃、塑料和瓷器等的物件上時，該微波幾乎是穿越而不被吸收，呈現穿透的特性；當微波照射至含有水的物體上時，則會吸收該微波而使自身發熱，呈現吸收的特性；而當微波照射至材料為金屬的物件上時，則該微波會被反，即呈現反射的特性)，對熔膏進行加熱燒結操作，在減少生產功耗，降低生產成本的同時，還會提高加熱燒結的質量，進而提高產品器件的良率。

本發明採用的技術方案為：一種OLED封裝加熱裝置，應用於硬質基板上塗覆有熔膏的燒結工藝中，其中，所述加熱裝置包括：反應腔室、掩膜板和微波發生器；所述掩膜板設置於所述反應腔室的內部；所述微波發生器發射的微波經所述掩膜板後，對所述熔膏進行燒結。

優選的，該OLED封裝加熱裝置，其中，所述加熱裝置還包括一反射板；所述反射板設置於所述反應腔室的內部，且該反射板位於所述硬質基板的上方，以反射穿透該硬質基板的微波至所述熔膏上。

優選的，該OLED封裝加熱裝置，其中，所述掩膜板上設置有穿透區和阻擋區；所述阻擋區阻擋所述微波發生器發射的微波穿過位於該阻擋區的掩膜板；所述微波發生器發射的微波穿過位於所述穿透區的掩膜板對所述熔膏進行加熱。

優選的，該OLED封裝加熱裝置，其中，所述穿透區位於所述熔膏的正下方，且所述穿透區的平面形狀與所述熔膏的平面形狀相同；所述微波垂直所述掩膜板照射至所述熔膏上。

優選的，該OLED封裝加熱裝置，其中，所述反應腔室的外殼的材質為金屬材料。

優選的，該OLED封裝加熱裝置，其中，所述微波發生器通過一波導管將發射的微波傳送至所述反應腔室內。

優選的，該OLED封裝加熱裝置，其中，所述反射板的材質為金屬。

優選的，該OLED封裝加熱裝置，其中，所述掩膜板、所述硬質基板和所述反射板三者之間均互相平行設置。

優選的，該OLED封裝加熱裝置，其中，所述微波發生器發射的微波的波長為1mm~1m。

優選的，該OLED封裝加熱裝置，其中，所述微波發生器的工作功率為5W-12W。

一種OLED封裝加熱方法，應用於塗覆在硬質基板的熔膏上，其中，採用微波對所述熔膏進行燒結工藝。

優選的，該OLED封裝加熱方法，其中，在一反應腔室內進行所述燒結工藝，且該反應腔室的內壁上覆蓋有一層微波反射膜。

優選的，該OLED封裝加熱方法，其中，所述反應腔室的外殼的材質為金屬。

優選的，該OLED封裝加熱方法，其中，還包括提供一微波發生器，該微波發生器通過一波導管將發射的微波傳送至所述反應腔室內。

優選的，該OLED封裝加熱方法，其中，還包括提供一掩膜板，所述掩膜板上設置有穿透區和阻擋區；所述阻擋區阻擋所述微波發生器發射的微波穿過該掩膜板；所述微波發生器發射的微波經所述穿透區穿過該掩膜板後，照射所述熔膏對所述熔膏進行燒結。

優選的，該OLED封裝加熱方法，其中，所述穿透區位於所述熔膏的正下方，且所述穿透區的平面形狀與所述熔膏的平面形狀相同，所述微波垂直於所述掩膜板照射所述熔膏。

優選的，該OLED封裝加熱方法，其中，還包括提供一反射板，所述反射板與所述硬質基板及所述掩膜板三者之間均相互平行設置。

優選的，該OLED封裝加熱方法，其中，所述微波發生器發射的微波的波長為1mm~1m。

上述的OLED封裝加熱方法，其中，採用所述微波對所述熔膏進行燒結工藝的工藝時間為35分鐘-45分鐘。

優選的，該OLED封裝加熱方法，其中，所述微波發生器的工作功率為5W-12W。

由於本發明採用了以上技術方案通過提供一OLED封裝加熱裝置，並利用微波發生器產生微波，以對反應腔室內的的熔膏進行燒結工藝，相比較傳統的方法具有能耗低、加熱速度快、成本低等優勢，同時在加熱燒結過程中還能夠燒結出透明的封裝邊界，在提高了生產工藝質量的同時，還降低了生產能耗，並進一步提升了產品器件的性能及良率。

1‧‧‧微波發生器

2‧‧‧波導管

3‧‧‧石英層

4‧‧‧金屬層

5‧‧‧硬質基板

6‧‧‧熔膏

7‧‧‧反應腔室

8‧‧‧反射板

9‧‧‧開口

10‧‧‧金屬薄膜

第一圖為傳統的OLED封裝工藝中加熱燒結的示意圖；第二圖為本發明一種OLED封裝加熱裝置的側面剖視圖；第三圖為本發明一種OLED封裝加熱裝置中反應腔室的結構示意圖；第四圖為本發明一種OLED封裝加熱裝置中掩膜板的結構示意圖；第五圖為本發明採用微波進行燒結工藝的示意圖。

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為本發明的限定。

實施例一：第二圖為本發明一種OLED封裝加熱裝置的側面剖視圖；如第二圖所示，該加熱裝置包括反應腔室7和微波發生器1，該微波發生器1通過一波導管2將發射的微波從反應腔室7的底部傳送至該反應腔室7中；該反應腔室7中設置有反射板8、掩膜版(圖中未標示)和上表面設置有熔膏6的硬質基板5；其中，硬質基板5固定在反應腔室7內部的中部，且反射板8設置於反應腔室7內部的頂端，以反射穿透熔膏6的微波重新照射至該熔膏6上，而掩膜版設置在該反應腔室7內部的底端，以遮擋部分微波，使得剩餘的微波穿透該掩膜版後均照射至熔膏6上。

優選的，在本實施例中，反應腔室7外殼材料為金屬材質，以防止衍射或折射的微波穿透反應腔室7，同時波導管2的內壁表面也塗覆一層金屬薄膜。

進一步的，如第二圖所示，掩膜版由石英層3和金屬層4構成，且該掩膜版上設置有穿透區和阻擋區；金屬層4位於石英層3的上 表面，且該金屬層4上垂直石英層3的上表面開設有多個開口9，且每個開口9的底部均暴露出石英層3的上表面，以形成穿透區；其中，覆蓋有金屬層4的區域則為阻擋區。

另外，硬質基板5(在本發明實施例中，優選該硬質基板5為玻璃基板)位於掩膜版的正上方，該硬質基板5的上表面塗覆有熔膏6，且熔膏6位於開口9的正上方而熔膏6的下表面形狀與開口9的開口形狀匹配，以使得微波穿透該穿透區域(即穿過開口9)的微波照射至熔膏6的下表面。

進一步的，反射板8位於硬質基板5的正上方，且掩膜版、硬質基板5及反射板8互相平行；其中，反射板8材質為金屬。

優選的，微波發生器1的工作功率為5~12W(如5W、8W、10W或12W等值)，並可根據工藝需求對所述微波發生器的工作功率進行設定；其中，該微波發生器1工作時發出的微波波長為1mm~1m。

第三圖為本發明一種OLED封裝加熱裝置中反應腔室的結構示意圖，如圖3所示，在本實施例中，優選採用金屬材料作為反應腔室7的外殼，且在反應腔室的內壁上覆蓋有一層金屬薄膜10(也可將整個反應腔室的內壁均採用金屬材料制備)，以防止衍射或折射的微波穿透反應腔室7。

第四圖為本發明一種OLED封裝加熱裝置中掩膜版的結構示意圖；如圖2-4所示，位於反應腔室(圖4中未標示)底部掩膜板包括穿透區和透過區，且該掩膜版由位於底部的石英層3和位於該石英層3上表面的金屬層4；其中，金屬層4上設置有多個開口9，從微波發生器1發射的微波，經波導管2傳送至反應腔室7的底端後，經掩膜版遮擋後一部分微波後(微波不能穿過金屬層4)，剩餘的微波穿透石英層3後經過開口9，再穿透硬質基板5後照射至熔膏6，對熔膏6加熱，以將熔膏6中的溶劑蒸發掉，進而完成燒結工藝。

實施例二：第五圖為本發明採用微波進行燒結工藝的示意圖；如第五圖所示，本申請還提供了一種OLED封裝加熱方法，通過採用微波發生器1發射的微波對位於基板5上表面的熔膏6進行燒工藝。

優選的，採用上述實施例一的OLED封裝加熱裝置(參見第二圖~第四圖)，完成上述熔膏6的燒結工藝，即該加熱裝置包括反應腔室7和微波發生器1，該微波發生器1通過一波導管2將發射的微波從反應腔室7的底部傳送至該反應腔室7中。

進一步的，該反應腔室7中設置有金屬材質的反射板8、掩膜版和上表面設置有熔膏6的硬質基板5；反射板8設置於反應腔室7內部的頂端，硬質基板5固定在反應腔室7內部的中部，掩膜版設置在該反應腔室7內部的底端，該掩膜版包括底部的石英層3和頂部的金屬層4，其中，硬質基板5與反射板8互相平行。

採用該裝置進行OLED燒結工藝時具體包括以下步驟：首先，在石英層3的上表面制備一金屬層，並回蝕該金屬層至石英層3的上表面後，去除位於穿透區的金屬層(即形成開口9)後，形成具有多個開口9的金屬層4，且該石英層3和具有開口9的金屬層4共同構成掩膜版。

其次，將該掩膜版固定在反應腔室7的底部，並於該反應腔室7的頂部設置反射板8，且將設置有熔膏6的硬質基板5固定在反應腔室7的內部，位於反射板8與掩膜板之間，且保證反射板8、硬質基板5和掩膜版互相平行設置。

另外，每塊熔膏6皆位於掩膜版上開口9的正上方並與開口9形成交疊，同時保證熔膏6底面的平面形狀和開口9的平面形狀相同。

然後，打開微波發生器1，微波發生器1產生波長為1m~1mm的微波，並通過波導管2傳輸至反應腔室7中；由於波導管2的內壁上設置有金屬薄膜，故微波無法穿透該波導管，進而保證微波在波導管2內進行傳輸並到達至反應腔室7，可有效避免微波穿透波導管2至外部造成的浪費，同時還保障了設備外操作人員免受微波照射的傷害。

當微波通過波導管2傳輸到達反應腔室7的底部時，需要先經過掩膜版才能進入反應腔室7的內部，由於掩膜版底層為石英層3，微波可直接穿透材料為石英材料的該石英層3，同時由於微波無法穿透金屬材質，故微波只能從該金屬層4設置的開口9處照射至反應腔室7的內部(如圖2所示的微波入射位置及方向)，並繼續穿透硬質基板5後，對位於硬質 基板5上的熔膏6進行加熱。

由於熔膏6的主要成分為金屬氧化物且含有一定量的可蒸發溶劑(即熔膏6內含有水分)，而微波具有只對一些離子性/極性分子(吸收微波)以及包含這些材料的混合物具有加熱功能，即可以在不加熱氛圍的情況下針對熔膏6進行單獨的加熱，進而完成熔膏6的燒結工藝，在降低能耗的同時，還減少了PM等待氛圍的降溫時間；另外，由於微波直接會被熔膏6的分子所吸收，所以可以從熔膏6的內部進行加熱，還能通過降低熔膏6界面的活化能(即材料熔點)，進而降低材料燒結溫度，從而降低了生產功耗，同時還可燒結出透明透的封裝邊界，提高了生產工藝。

進一步的，當沒有被熔膏6吸收的微波在穿透熔膏6後，經反射板8反射(如圖2所示微波的反射位置及方向)，進而對熔膏6進行二次加熱和燒結，進一步的降低了生產能耗。

其中，該微波發生器1的工作功率為5-12W(如5W、8W、10W或12W等值)，並通過控制微波發生器1的工作時間在35-45分鐘(35分鐘、40分鐘或45分鐘等時間值)之間，來對熔膏6進行燒結，在本發明的實施例中，通過控制微波發生器1的功率及工作時間進而控制熔膏6的燒結程度，從而滿足不同的生產工藝需求。

最後，塗覆UV膠後固化並進行後續的激光封裝工藝，後續的工藝步驟採用本領域常規技術手段，在此不再贅述。

綜上所述由於本發明採用了以上技術方案進行激光封裝工藝，利用微波對熔膏進行快速加熱，以完成燒結工藝，同時在反應腔室內設置具有開口的掩膜版，使微波通過開口向上運動只對開口正上方的熔膏進行加熱，反應腔室頂端設置的反射板還可反射微波進而對熔膏進行二次加熱，在減少反應時間的同時，還降低了生產成本，進而提高了器件性能和生產工藝。

以上所述僅為本發明較佳的實施例，並非因此限制本發明的實施方式及保護範圍，對於本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本發明說明書及圖示內容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本發明的保護範圍內。

1‧‧‧微波發生器

2‧‧‧波導管

3‧‧‧石英層

4‧‧‧金屬層

5‧‧‧硬質基板

6‧‧‧熔膏

7‧‧‧反應腔室

8‧‧‧反射板

9‧‧‧開口

Claims (20)

1. 一種OLED封裝加熱裝置，應用於硬質基板上塗覆有熔膏的燒結工藝中，其特徵在於，所述加熱裝置包括：反應腔室、掩膜板和微波發生器；所述掩膜板設置於所述反應腔室的內部；所述微波發生器發射的微波經所述掩膜板後，透過所述硬質基板對所述熔膏進行燒結。
2. 如申請專利範圍第1項之OLED封裝加熱裝置，其中，所述掩膜板上設置有穿透區和阻擋區；所述阻擋區阻擋所述微波發生器發射的微波穿過位於該阻擋區的掩膜板；所述微波發生器發射的微波穿過位於所述穿透區的掩膜板對所述熔膏進行加熱。
3. 如申請專利範圍第2項之OLED封裝加熱裝置，其中，所述加熱裝置還包括一反射板；所述反射板設置於所述反應腔室的內部，且該反射板位於所述硬質基板的上方，以反射穿透該硬質基板的微波至所述熔膏上。
4. 如申請專利範圍第2項之OLED封裝加熱裝置，其中，所述穿透區位於所述熔膏的正下方，且所述穿透區的平面形狀與所述熔膏的平面形狀相同；所述微波垂直所述掩膜板照射至所述熔膏上。
5. 如申請專利範圍第1項之OLED封裝加熱裝置，其中，所述反應腔室的外殼的材質為金屬材料。
6. 如申請專利範圍第1項之OLED封裝加熱裝置，其中，所述微波發生器通過一波導管將發射的微波傳送至所述反應腔室內。
7. 如申請專利範圍第1項之OLED封裝加熱裝置，其中，所述反射板的材質為金屬。
8. 如申請專利範圍第1項之OLED封裝加熱裝置，其中，所述掩膜板、所述硬質基板和所述反射板三者之間均互相平行設置。
9. 如申請專利範圍第1項之OLED封裝加熱裝置，其中，所述微波發生器發射的微波的波長為1mm~1m。
10. 如申請專利範圍第1項之OLED封裝加熱裝置，其中，所述微波發生器的工作功率為5W-12W。
11. 一種OLED封裝加熱方法，應用於塗覆在硬質基板的熔膏上，其特徵在於，利用一掩膜板採用微波透過所述硬質基板對所述熔膏進行燒結工藝。
12. 如申請專利範圍第11項之OLED封裝加熱方法，其中，在一反應 腔室內進行所述燒結工藝，且該反應腔室的內壁上覆蓋有一層微波反射膜。
13. 如申請專利範圍第11項之OLED封裝加熱方法，其中，所述反應腔室的外殼的材質為金屬。
14. 如申請專利範圍第11項之OLED封裝加熱方法，其中，還包括提供一微波發生器，該微波發生器通過一波導管將發射的微波傳送至所述反應腔室內。
15. 如申請專利範圍第11項之OLED封裝加熱方法，其中，，所述掩膜板上設置有穿透區和阻擋區；所述阻擋區阻擋所述微波發生器發射的微波穿過該掩膜板；所述微波發生器發射的微波經所述穿透區穿過該掩膜板後，照射所述熔膏對所述熔膏進行燒結。
16. 如申請專利範圍第15項之OLED封裝加熱方法，其中，所述穿透區位於所述熔膏的正下方，且所述穿透區的平面形狀與所述熔膏的平面形狀相同，所述微波垂直於所述掩膜板照射所述熔膏。
17. 如申請專利範圍第15項之OLED封裝加熱方法，其中，還包括提供一反射板，所述反射板與所述硬質基板及所述掩膜板三者之間均相互平行設置。
18. 如申請專利範圍第14項之OLED封裝加熱方法，其中，所述微波發生器發射的微波的波長為1mm~1m。
19. 如申請專利範圍第11項之OLED封裝加熱方法，其中，採用所述微波對所述熔膏進行燒結工藝的工藝時間為35分鐘-45分鐘。
20. 如申請專利範圍第14項之OLED封裝加熱方法，其中，所述微波發生器的工作功率為5W-12W。