TWI567850B - 用於一或多個有機發光二極體（ＯＬＥＤｓ）之大面積密封封裝之裝置及方法 - Google Patents

用於一或多個有機發光二極體（ＯＬＥＤｓ）之大面積密封封裝之裝置及方法 Download PDF

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Description

用於一或多個有機發光二極體(OLEDs)之大面積密封封裝之裝置及方法
本發明之領域大體上係關於光電器件，且更特定言之係關於製造及輥疊層經封裝光電器件中之某些新的且有用的進展。
光電器件大體上包括發光器件及光伏打器件。兩類型之光電器件包括夾擠在兩個電極(其等之至少一者常常係透明的)之間之一作用層。在一發光器件中，施加於該兩個電極之間之一電壓產生通過該作用層之電流，從而造成該作用層發射光。在一光伏打器件(諸如一太陽能電池)中，該作用層吸收來自光的能量並將此吸收的能量轉換為電能，其表現為該兩個電極之間之一電壓及/或一電流。
該作用層係一無機或有機電致發光材料。一類型之著名且有用的發光器件係有機發光二極體(OLED)。類似於無機發光二極體(LED)，OLED亦係供應高效率及長壽命之固態照明之一形式。一OLED通常係形成於包括玻璃或透明塑膠之一基板上之一薄膜結構。此薄膜結構包括上述至少該三層，且可進一步包括形成於鄰近該作用層之選用之半導體層。可合併此等半導體層以促進注入並傳送電洞(正電荷)或電子(負電荷)。
玻璃基板對氧氣、水蒸氣及/或其他活性物種供應透明度及低滲透性，從而可造成光電器件之腐蝕及/或劣化；但是通常不適用於其中需要撓性之應用。塑膠基板供應撓 性及低成本輥生產之潛力，但是通常對氧氣、水蒸氣及/或其他活性物種具有一高滲透性。因此，包括塑膠基板之OLED器件通常用阻斷氧氣、水蒸氣及/或其他活性物種之障壁膜之一或多個層封裝。皆讓渡給General Electric公司之USPN 7,015,640及USPN 7,397,183中描述製作習知超高障壁(UHB)膜或UHB之成份及方法。
目前使用之許多光電功能材料對氧氣及水分極敏感，且因此必須在一惰性環境下密封該等器件。通常此係在一乾燥箱中用淨化氮氣或氬氣作為工作氣體所做。較佳地在封裝製程期間具有百萬分之10以下之氧氣及水分含量，但是此並未被視為限制。
在習知輥製造中可損壞OLED、其等之障壁膜及/或背板。此特別關注於用以密封該OLED之障壁膜，此係因為在一輥對輥製程期間引起之損壞可造成伴隨著增加該等膜之滲透性之若干缺陷之故。此將導致經封裝器件之一降低之儲放壽命。例如，圖1圖解說明雙向壓縮力13及14，其等在一習知輥加工製程期間施加於夾擠在一前板15與一背板16之間之一OLED 18。一輥疊層器10之相對平行滾筒11及12分別將該等雙向壓縮力13及14施加於該前板15及該背板16。此造成該前板15及/或該背板16變形以在該OLED器件18周圍產生一邊緣密封。然而，該前板15在該OLED器件18之周邊周圍之變形可產生應力區域。隨著時間，此等應力區域之部分可展現該前板15之破裂及/或其障壁性質之損失。在圖1中，透過該等滾筒11及12饋送之材料在由 箭頭17指示之方向上移動。
因此，需要一經改良薄的撓性包裝技術，用於低成本生產經封裝光電器件之擴大應用。
目前，製造能力及材料性質限制將個別有機發光器件(OLED)之大小約束在一相對較小的尺寸。相對較小的尺寸意謂當與大於此之數量級為平方英尺或平方米之一大面積照明面板相比，數量級為平方公分之一面積。因此，為獲得大面積照明面板，需要將個別OLED平鋪在一起以形成較大的產品。
亦需要不減小OLED效能且可在一相對較短的循環時間內生產大面積照明產品之新的平鋪及封裝設備及製程。
本揭示內容描述用短循環時間生產大面積密封封裝光電器件之封裝設備及封裝技術之實施例。與上述習知輥疊層器(其使用固定滾筒以移動行動材料(例如，一背板及前板)並將行動材料壓縮在一起)相比，本文描述且主張之新的疊層器之實施例在固定材料(例如，定位於可經加熱之一真空壓板上之一平坦前板，及經定位相對於該前板成一預定角度之一經張緊背板)之上移動一或多個行動滾筒。可對該等滾筒之一或多者及/或對該壓板施加溫度控制。此外，可控制及/或變化藉由該一或多個滾筒施加之壓縮力的量。此外，可控制及/或調整該背板之張力。
封裝一光電器件需要黏合對機械變形特別敏感之精緻材料。如本發明之實施例經組態以在疊層期間保持前板靜止 及平坦最小化前板及/或光電器件之其他組件上之應力，且達成優於可使用習知輥疊層設備及技術達成之封裝程度的一封裝程度。因此，如本文描述之製造之一光電器件可具有一延長的操作壽命及/或增強的效能。
一好處在於：本文揭示之疊層器及製程之一實施例使半導體器件能夠大面積平鋪並密封封裝，從而導致具備較少製造缺陷及優越儲放壽命特性之產品。
有利的特徵包含一或多個加熱器在疊層之前及/或疊層期間加熱壓板及/或一可移動總成之一滾筒、使用在前板與壓板之間具有一低摩擦係數之一經張緊材料、選擇性地施加該可移動總成之一滾筒使得在同一時間背板之一單個部分接觸前板，及/或選擇性地移動滑動支架(carriage)及/或壓板。
藉由參考以下描述結合隨附圖式將明白本揭示內容之其他特徵及優點。
現在簡單地參考該等隨附圖式。
相同的參考符號指定貫穿若干視圖之相同或對應的組件及單元，除非另有指示否則其等未按比例繪製。
圖2係圖解說明藉由一新的輥疊層器20之一實施例施加於一光電器件38(諸如一OLED器件或一光伏打器件)之一背板26之實質上單向壓縮力23之一圖形。該光電器件38定位於該背板26與一前板25之間。該前板25可包括一透光超高障壁(Ultra-High Barrier，UHB)膜、一光學耦合器、一輸出耦 合黏著劑及/或一輸出耦合膜。該背板26之一第一端27與一夾鉗(未展示)耦合。該背板26之相反第二端28與另一夾鉗(未展示)及一張緊器24耦合，該張緊器24定位該背板26之第二端28使其高於該第一端27使得該背板26與該前板25形成一預定角度範圍(例如，自約0°至約180°)之一預定角度θ。在一實施例中，在循環開始時此角度範圍包括近似5度至近似10度。在循環結束時，該角度可高達60度。此預定角度範圍保證隨著該滾筒21(及視需要滾筒30)跨該背板26(例如，在由箭頭22指示之方向上自該第一端27至該第二端28)移動，僅該背板26之一部分觸碰該前板25。一或多個光電器件38定位於該背板26上且面向下(例如，朝該前板25)。替代地，該等光電器件38定位於該前板25上。
該前板25定位於一真空壓板29之一平坦表面上，該真空壓板29可經加熱以鬆弛且平滑化該前板25及/或固化將該等光電器件38及/或該背板26耦合至該前板25之一熱固化黏著劑。因此，與習知輥疊層技術相比，該前板25仍為平坦，且僅加壓該背板26以符合該光電器件38之周邊周圍。
圖3係圖2之新的輥疊層器20之一實施例之一前透視圖。圖4係圖3之新的輥疊層器20之一前正視圖。圖5係圖3之新的輥疊層器20之一右側正視圖。圖6係圖3之新的輥疊層器20之一可移動總成之一透視圖。圖7係圖3之新的輥疊層器20之另一前透視圖，其中移除一滾筒可移動總成。圖8係圖3之新的輥疊層器20之一壓板29之一透視圖。在此等圖中，參考數字25指向其中將為透明前板之一區域。參考數 字95指向用匹配一壓板29中之孔之一圖案之一圖案中之孔予以穿孔之一經張緊不附著板。該經張緊不附著板95中之孔的圖案容許經拉通過該真空壓板29中之孔之真空穿過該經張緊不附著板95使得封裝材料之第一板25抵靠該經張緊不附著板95及該真空壓板29之頂部表面而平滑化。該不附著板95自該疊層器20之前側31跨越至該疊層器20之背側32。亦在此等圖中(及在圖9中)，該等光電器件38附接至該背板26之底側，且因此並非真正地自圖3、圖7及圖9中之視圖可見。
參考圖3、圖4、圖5、圖6、圖7及圖8，一輥疊層器20包括一底座40、一真空壓板29、一第一致動器系統60及包括平行滾筒21及30以及一第二致動器系統51之一可移動總成50。此可移動總成50可被稱為一「滑動支架」。因此，下文為方便起見，該第一致動器系統60可被稱為「滑動支架致動器系統60」，且該第二致動器系統51可被稱為「滾筒致動器系統51」。致動器系統60及51兩者彼此獨立，使得該等滾筒21及30可在滑動支架50靜止時旋轉。
該底座40大體上為矩形且包括緊固及/或附接在一起之一或多個平面支撐部件以形成一剛性箱形框架。該底座40具有一第一側31及一第二側32、一第一端33及一第二端34。一第一致動器61與該底座40之第一端33耦合。該致動器61係具有一驅動齒輪62之一馬達。一驅動帶63將該驅動齒輪62耦合至與一第一軸65耦合之一較大的齒輪64。該第一軸65跨越該底座40之寬度且藉由允許該軸65當該第一致 動器61旋轉該驅動齒輪62及所附接之驅動帶63時旋轉之一或多個軸承襯附接至該底座40。該第一軸65之每一端與一齒輪67耦合。該齒輪67具有小於該齒輪64之一直徑。兩個額外的驅動帶66(該底座40之每一側31、32上具有一驅動帶)將該等齒輪67與在該底座40之第二端34處之對應的齒輪68耦合。該等齒輪68分別與藉由一或多個軸承襯緊固或附接至該底座40之一第二軸69(圖7)之第一端及第二端耦合。該等驅動帶66與該滑動支架50耦合，使得當該等驅動帶66旋轉時該滑動支架50沿該疊層器20之一長度縱向移動。所描述之驅動輪系替代地可代換為任何適當的驅動機構以供線性行進，例如，鏈驅動、電纜驅動、液壓驅動、氣動驅動、動力螺桿、線性馬達或其他線性致動器。
該底座40支撐該真空壓板29，該真空壓板29為該前板25(及具有一低摩擦係數之選用之板)提供一平坦表面。該真空壓板29在其中可具有一或多個加熱器71(圖8)及/或冷卻通道，且可由一高導熱材料製成以加速循環時間。參考圖8，該真空壓板29具有形成於其中之複數個孔70，流體可通過該複數個孔70予以汲取以在疊層期間抵靠該真空壓板29之一頂部表面定位該前板25(及具有一低摩擦係數之選用之板)使其平坦，且固持任一板或兩個板使其靜止。
在一實施例中，該透明前板25擱置在包括具有一低摩擦係數之一材料之一拉緊不附著板95上。此一材料之一非限制實例係形成一不附著表面之氟聚合物，諸如聚四氟乙烯(PTFE)。因此，在一實施例中，該拉緊不附著板95定位於 該壓板29與該第一板25之間。當該壓板29藉由一或多個致動器72(高控制氣缸)移動遠離該第一板25時該拉緊不附著板95保持支撐疊層，且容許移除經封裝光電器件38。如上提及，該拉緊不附著板95具有通過其中形成之複數個孔以容許透過該壓板29施加之真空壓力抵靠該壓板29之一平坦表面而平滑化及/或平坦化該前板25。
因此，該拉緊不附著板95係有助於該疊層器20之實施例清潔地且有效地操作之一元件。除非該背板26與前板25相同地定大小且完全地對準，否則將存在疊層期間任一板上之黏著劑接觸滾筒或該壓板29之一機會。此不利於維持該疊層器20之清潔度。因此，在一實施例中，藉由使該前板25(其平坦地座落在該壓板29上，其中黏著劑面向上)之大小過小，僅該壓板29將曝露於來自該背板(其張緊/懸空在該前板25上方，其中黏著劑面向下)之黏著劑。使用該拉緊不附著板95保持保護該壓板29免受背板黏著劑，同時容許透過該拉緊不附著板95拉真空以固持該前板25。藉由將該不附著板95張緊在一固定位置，經加熱之壓板29可自經封裝產品機械地脫離而非等待冷卻。緩和使黏著劑曝露於機器零件之一種替代方式係選擇性地施加該黏著劑使得該背板26及前板25兩者之外部腹板乾燥(即，無黏著劑)。此特別適合於輥對輥處理(下文所述)，其中在該壓板29脫離之後無需一拉緊不附著板95支撐經封裝產品。
該等致動器72係用以在完成封裝之後自該第一板25去除該壓板29。自該等經封裝光電器件38機械地移除該經加熱 之真空壓板29具有兩個優點。首先，一旦完成封裝，則無需熱，且實際上在循環完成之後存在多餘的熱可損壞該等光電器件38。在完成該循環之後迅速地去除該壓板29防止該等光電器件38過熱。其次，若在循環之間該壓板29可仍在疊層溫度而非冷卻，則循環時間快得多。因為自該等材料機械地移除該壓板，所以在一實施例中無需在循環之間將該壓板29冷卻至一閒置溫度。
該背板26之一第一端27藉由一第一夾鉗73(圖7)固持在適當位置，且該背板26之第二端28藉由一第二夾鉗74(圖7)固持在適當位置。連同該張緊器24，此等夾鉗73、74有助於保證該背板26在疊層期間適當地張緊。如最佳地在圖4及圖7中所示，該張緊器24之一實施例包括耦合在該底座40之第二端34之任一側31、32上之兩個托架45。每一托架45在其中具有承接一棒42之一孔或狹縫，該棒42用作與該棒42耦合之方塊46之一樞軸點。每一方塊46大體上為矩形。一第一支撐部件44自每一方塊46之一側向上(例如，在該壓板29之一平面上方)正交地突出。該背板夾鉗74與該等第一支撐部件44之自由端耦合。一第二支撐部件41與至少一方塊46之一相反端耦合，且向下(例如，在該壓板29之一平面下方)延伸以與一第三支撐部件43(其與該底座40耦合)耦合。該第二支撐部件41可包括一彈性部件，諸如一彈簧。在操作中，在疊層期間當該滑動支架50及該等滾筒21、30移動於該背板26之上時，該張緊器24控制施加多少張力於該背板26。
在一實施例中，該彈性部件可用以調整張力的量。在其他實施例中，分離地及/或彼此組合及/或與該彈性部件組合之一或多個夾鉗及/或滾筒係用以調整施加於該背板、該前板、定位於該前板與該壓板之間之一板及/或定位於該背板與滾筒之間之一板之張力的量。張力的量應足夠高使得在滾筒滑動支架移動於兩個板之上之前，該背板(無論是否用光電器件填入)未下垂且未觸碰該前板。
在一實施例中，經張緊背板之張力之一工作範圍係每線性英寸約0.16磅至每線性英寸約0.29磅。此範圍僅為闡釋性原因而提供，應瞭解所施加之張力的精確量將取決於多種因素而變化，諸如(但不限於)：該等夾鉗73及74之固持力、該前板25與該背板26之間之起始角度、疊層期間該滑動支架50之速度、包括該背板26之材料之屈服強度，及該壓板29及滾筒21之封裝溫度，該封裝溫度可降低封裝材料之屈服強度。因此，主張之發明之實施例預期該背板26(及/或該前板25及/或該前板25與該壓板29之間之拉緊不附著板95)可以小於包括該背板26之材料之屈服強度之任何適當的張力量而張緊。該張緊器24之一進一步特徵係隨著滑動支架向前移動而旋轉之能力。此保證張力的量貫穿疊層循環大致上恆定。
現在轉向圖3、圖4、圖5及圖6，該滑動支架50與該框架40可移動地耦合。特定言之，該滑動支架50包括沿緊固或附接至該底座40之一滑動支架軌條37滾動之滾輪或腳輪或軸承(未展示)。如上提及，該滑動支架50與該等驅動帶66 耦合使得可藉由該致動器61之操作控制該滑動支架50之橫向移動。
該滑動支架50包括定位於近似相同的平面中之兩個平行滾筒21及30(圖6)。換言之，滾筒21及30各自大體上平行於該壓板29之一表面。滾筒21之一端與一驅動齒輪52耦合，且滾筒30之一端與一驅動齒輪53耦合。如圖4及圖6中所示，一壓力氣缸36定位於該滾筒21之每一端處且與將該滾筒21固縛至該滑動支架50之一托架耦合。該等壓力氣缸36之操作控制在疊層期間藉由該等滾筒21及30施加於該背板26之實質上單向壓縮力(圖2中的23)的量。滾筒之每線性英寸之壓縮力應為5磅至6磅以在疊層期間在不過壓縮光電器件之情況下提供充足的壓力。視需要，可沿該滑動支架50之一寬度提供一滾筒加熱器35以在疊層期間加熱至少該滾筒21或在疊層之前預熱至少該滾筒21。加熱至少該滾筒21有助於隨著該等滾筒21、30施加壓縮力(圖2中的23)而鬆弛並平滑化該背板26。加熱至少該滾筒21亦可有助於固化施加於該背板26與該前板25之間之一熱固化黏著劑。
生產一可接受封裝需要的溫度將變化。在一實施例中，將該前板耦合至該背板而得可接受封裝之一典型溫度係約100℃，其中使用非PSA封裝材料。在另一實施例中，其中使用PSA封裝材料，該典型的溫度可為周圍溫度(例如，室溫)。在另一實施例中，其中使用熱密封黏著劑(用於塑膠基板上之撓性OLED)，該典型的溫度之範圍可自約60℃至約200℃。
在一實施例中，該等滾筒21及30由一單個致動器總成(例如，該致動器總成51)，其最佳地在圖4、圖5及圖6中所示旋轉。該致動器總成51自上至下包括與一驅動齒輪55耦合之一致動器54。一第一帶56將該驅動齒輪55耦合至一較大直徑的齒輪57。一桿將該齒輪57耦合至一較小直徑的齒輪58。藉由一帶張緊器76張緊之一第二帶75使該齒輪58與一從動齒輪59耦合。該從動齒輪59接合與該滾筒21耦合之驅動齒輪52。該從動齒輪59亦接合與該滾筒30耦合之驅動齒輪53。替代滾筒驅動選項可包含一鏈驅動、電纜驅動、直接驅動或用於傳輸旋轉力之其他驅動機構。
圖9係一外殼80中之圖3之新的輥疊層器20之一實施例之一透視圖。展示一操作者81將一前板25裝載至該真空壓板29上；用該第一夾鉗73及該第二夾鉗74將該背板26置放至適當位置中；且操作該疊層器20以將該滑動支架50移動於所張緊的背板26之上，且將該背板26及耦合至該背板26之光電器件38疊層至該前板25以生產一或多個大面積密封封裝光電器件。
圖10係包括不同厚度92及93之複數個滾筒91之一輥疊層器90之一替代實施例之一透視圖。在該滑動支架50(圖3至圖9)中此複數個滾筒91可代換為上述滾筒21及30。在此一實施例中，該複數個滾筒91可包括具有不同於該複數個滾筒中之另一滾筒之一直徑之至少一滾筒。在此一實施例中，該複數個滾筒91可包括具有預定表面輪廓(例如，靠近滾筒邊緣較厚)之至少一滾筒以選擇性地施加較高的壓 縮力(圖2中的23)以更好地密封一光電器件之邊緣區。在此一實施例中，該複數個滾筒91可包括至少一滾筒或滾筒之組合，其等具有熱或不具有熱。
圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16、圖17及圖18圖解說明另一疊層器100之一實施例之操作。貫穿此等圖使用相同的參考數字。
在組合中，此等圖圖解說明一選用之滑動支架50，其在一第一位置117、一第二位置119、一第三位置121與一第四位置123之間移動；一滾筒21，其可與該滑動支架50耦合及/或視需要加熱；一真空壓板29，其可經加熱；一或多個致動器72，其等在一第一位置113與一第二位置115之間移動該真空壓板29；一第一饋送輥101；一拾取輥105；一第二饋送輥103；一第一板25(前板)，其在該第一饋送輥101與該拾取輥105之間張緊為實質上平坦；一第二板26(背板)，其在該第二饋送輥103與該拾取輥105之間張緊為經定位相對於該第一板25成一預定角度θ；一第一夾鉗(或腹板滾筒)107；一第二夾鉗(或腹板滾筒)109；一第三夾鉗(或腹板滾筒)111；該第二板26靠近該滾筒21之一區域125；及一或多個光電器件38，其等添加至該第一板25、該第二板26或其等之一組合。
在圖11中，該滑動支架50及/或滾筒21係在該第一位置117。一壓板29係在一第一位置113。一第一板25(前板)係在一第一饋送輥101與一拾取輥105之間張緊。且一第二板26(背板)係在一第二饋送輥103與該拾取輥105之間張緊。
該第二板26經定位相對於該第一板25成一預定角度θ。此角度θ可隨著該滑動支架50及/或該滾筒21跨該第二板26移動以密封封裝該第一板25與該第二板26之間之光電器件38而在一預定範圍內動態變化。重要的是：隨著該滾筒21跨該第二板26移動，該第二板26靠近該滾筒21之一單個部分接觸該第一板25。此保證密封疊層且防止該第一板25及該第二板26之任一者或兩者起皺褶。
該一或多個致動器72與該壓板29耦合且使該壓板29可自其第一位置113移動至其第二位置115，該第二位置115鄰近該第一板25。當該壓板29在該第二位置115時，可施加真空壓力(及/或正平衡壓力)於該壓板29。若施加該正平衡壓力，則有助於抵消由該滑動支架50及/或該滾筒21施加之力。當施加該真空壓力時，有助於抵靠該壓板29之一平坦表面固持並平滑化該第一板25。在封裝該一或多個光電器件38期間，此最小化該前板25上之應力，且最小化皺褶及氣泡。
該第一板25透過該第一夾鉗(或腹板滾筒)107及該第三夾鉗(或腹板滾筒)111而張緊及/或饋送。該第二板26透過該第二夾鉗(或腹板滾筒)109及該第三夾鉗(或腹板滾筒)111而張緊及/或饋送。
參考圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16及圖17，該疊層器100之一實施例操作如下。
在圖11中，該壓板29開始於經回縮遠離張緊之實質上平坦第一板25之其第一位置113。該滑動支架50及/或滾筒21 起始於第一位置117，其中該滾筒21經定位靠近其中該第二板26連結該第一板25處之一點。當在此第一位置117時，該滾筒21可或可不接觸該第二板26。然而，若進行接觸，則藉由該滾筒21施加於該第二板26之壓力(若有)並未使該第二板26靠近該滾筒21之一區域(圖11、圖12中的125)與該第一板25接觸。
在圖12中，該滑動支架50及/或滾筒21仍在該第一位置117，同時該等致動器72使該壓板29移動至鄰近該第一板25之其第二位置115。施加真空壓力以沿該壓板29之一平坦表面平滑化該第一板25。視需要，可加熱該壓板29以鬆弛該第一板25及/或以啟動定位於該第一板25與該第二板26之間之一熱固化黏著劑。
在圖13中，該壓板29仍在該第二位置115，且該滑動支架50及/或滾筒21移動至其第二位置119。在此第二位置119，該滾筒21接觸該第二板26(在區域125處)。經由該滾筒21施加壓力以按壓該第二板26之區域125而抵靠該實質上平坦第一板25之一對應區域。視需要，可加熱該滾筒以鬆弛該第二板26及/或以啟動定位於該第一板25與該第二板26之間之一熱固化黏著劑。
在圖14中，該壓板29仍在該第二位置115，同時該滑動支架50及/或滾筒21跨該第二板26移動至一第三位置121。隨著該滾筒21跨該第二板26移動，來自該滾筒21之壓力按壓該成角度的第二板26而抵靠該第一板25使得一或多個光電器件38在該第一板25與該第二板26之間密封封裝。如所 示，隨著該滾筒21移動，該預定角度θ之值可改變為角度β。
在圖15中，一旦該滾筒21及/或滑動支架50到達該第三位置121，其等立即拉離至一第四位置123(或視需要對角線地回到該第一位置117)。施加於該壓板29之真空壓力停止，且該一或多個致動器72使該壓板29返回至遠離該第一板25之其第一位置113。視需要，為加速循環時間，可使用諸如液體氮之一或多個冷卻劑冷卻該壓板29及/或該滾筒21。如圖15中所示，光電器件38之群組可分離達一預定距離127(或該第二板26(或該第一板25)之長度)。此距離127近似對應於(a)藉由該滾筒21跨該第二板26自該第二位置119行進至該第三位置121之距離129及/或(b)該壓板29之一長度131。該拾取輥105經旋轉以拉該第一板25及該第二板26約該距離129或該壓板29之長度131，直到該第二板26及該第一板25之成角度接面靠近該第二夾鉗(或腹板滾筒)109。隨著該等經封裝光電器件38移動經過該第二夾鉗(或腹板滾筒)109，該角度β動態地改變回到角度θ(圖16)。
在圖16中，隨著該滑動支架50及/或滾筒21返回至該第一位置117，該一或多個致動器72使該壓板29移動回到該第二位置115。此後，可重複上述製程直到該等饋送輥101及103或該拾取輥105要求改變。
圖17係圖11之疊層器100之第二替代實施例之一圖形，但是其中一或多個光電器件定位於該前板上。如上文關於圖11、圖12、圖13、圖14、圖15及圖16描述圖17中描繪之 實施例之操作。
圖18係一疊層器200之一第三替代實施例之一圖形。如所示，該第一板25在一對第一夾鉗(或腹板滾筒)107之間張緊，且該第二板26在一對第二夾鉗(或腹板滾筒109)之間張緊。該第二板26經定位實質上平行該第一板25。一或多個光電器件38添加至該前板25。此實施例之操作實質上與上文關於圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16及圖17所描述相同，其中該滑動支架50及/或滾筒21在一滑動支架循環中移動，開始於一第一位置117。
額外的一對夾鉗(腹板滾筒)111可視需要定位於鄰近於109及107在右側。當完成一封裝時，該等夾鉗(腹板滾筒)111接合疊層，同時夾鉗109及107脫離。該等新的夾鉗111從頭至尾驅動經封裝產品。當新的材料在適當位置時，該等新的夾鉗111脫離且該等右夾鉗109及107重新接合。
替代地，109之底部及107之頂部脫離，接著109之頂部接合至107之底部以到處驅動經封裝腹板。
當然，此假定夾鉗/腹板滾筒107、109(及/或111)可在x、y及z方向上動態地重新定位。
參考回到圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16、圖17及圖18，使用該等夾鉗107、109及111以在封裝期間保持該第一板25及/或該第二板26在張力下。在一實施例中，張力防止該第二板26在該滑動支架50及/或該滾筒21進行封裝之前下垂並觸碰該第一板25。可使用腹板驅動以在封 裝之前、期間及之後驅動該第一板25及/或該第二板26。
用於夾鉗之機構及用於驅動該第一板25及該第二板26之機構可相同。例如，此機構可為一滾筒(例如，一張緊器)或捏縮該第一板25及/或該第二板26之一對滾筒。該機構可僅夾鉗腹板或可跨該第一板25之一寬度及/或該第二板26之一寬度夾鉗。在此一實施例中，該機構塗佈有一不附著材料。
在一實施例中，該第二夾鉗109係在一浮動軌道上，該浮動軌道隨著該夾鉗109在該滑動支架50及/或該滾筒21前面移動而貫穿封裝維持該角度θ。替代地，如上文先前描述，該夾鉗109靜止，在該情況中該角度θ可隨著該滑動支架50及/或該滾筒21移動而動態地改變。因此，初始角度θ之範圍可自約0°至約170°。在一實施例中，該範圍係約5°至約10°。
如在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9及圖10中描述之實施例中，該滑動支架50可包括一或多個滾筒21。若使用一個以上的滾筒，則可(使用諸如液體氮之一液體冷卻劑)加熱及/或冷卻該等滾筒之一或多者。在此一實施例中，可加熱滾筒群組中之第一滾筒。
該等光電器件38在封裝之前可自動地或手動地置放於該第一板25及/或該第二板26上。
圖19係一方法300之一實施例之一流程圖，該方法300可用以密封封裝介於封裝材料之一第一板25與一第二板26之間之一或多個光電器件。除非另有指示，否則可以任何適 當的次序執行該方法300之步驟。然而，當執行該方法300之實施例時，應注意尤其若一光電器件38在該板上，則限制封裝材料曝露於熱。因此，疊層順序應開始於該壓板29及滾筒21在操作溫度之後。
因此，在一實施例中，該方法300藉由在該壓板29接合(例如，移動至鄰近該第一板)之前且在施加滾筒壓力之前將該壓板29加熱(302)至一第一預定操作溫度開始。該方法300可進一步包含將該滾筒21加熱(304)至一第二預定操作溫度。此等預定操作溫度將取決於所使用之封裝材料之類型而變化。該壓板29及滾筒21之預定操作溫度可相同或不同。
該方法300可進一步包含將該經加熱壓板29(若需要)移動(306)至靠近一拉緊不附著板或封裝材料之一經張緊第一板。該方法300進一步包含透過該經加熱壓板29(及在一實施例中，該拉緊不附著板)施加(308)真空壓力於封裝材料之第一板25。該方法300進一步包含自該經加熱滾筒21施加(310)力於封裝材料之兩個板：該第一板25，其可張緊以實質上平坦；及一第二板26，其經定位相對於該第一板25成一預定角度。該方法300進一步包含移動(312)該滾筒21以密封封裝該第一板25與該第二板26之間之一光電器件38。
一旦完成疊層，該方法300可進一步包含移動(314)該滾筒21使其遠離疊層、停止(316)該真空壓力，且冷卻及/或移動(318)該壓板29使其遠離該疊層。此後，該方法300可 重複或結束。
圖20及圖21係一方法400之另一實施例之一流程圖，該方法400可用以密封封裝介於封裝材料之一第一板25與一第二板26之間之一或多個光電器件38。該方法400可視需要藉由張緊(401)封裝材料之第一板25直到該第一板25實質上平坦或藉由張緊(403)相對於該實質上平坦第一板25成一預定角度之成角度之封裝材料之一第二板26開始。
該方法400可進一步包括接合(405)一壓板。此步驟可進一步包括將該壓板29自一第一位置113移動(407)至鄰近該第一板25之一第二位置115；透過該壓板29施加真空壓力(409)以平滑化及/或平坦化該第一板25；及/或加熱(411)該壓板29及/或該滾筒21。
該方法400可進一步包括循環該滑動支架50及/或滾筒21以封裝該第一板25與該第二板26之間之一光電器件38。此步驟可進一步包括加熱(415)該滾筒21。此步驟可進一步包括將該滑動支架50及/或該滾筒21自一第一位置117移動(417)至一第二位置119使得該滾筒21接觸該第二板26。此步驟可進一步包括將該滑動支架50及/或滾筒21移動(419)至一第三位置121。此步驟可進一步包括將該滑動支架50及/或滾筒21移動(421)至一第四位置123，及/或使該滑動支架50及/或滾筒21返回(423)至該第一位置117。
該方法400可進一步包括脫離(425)該壓板29。此步驟可進一步包括將該壓板29自該第二位置115移動(427)至遠離該第一板25之該第一位置113。此步驟可進一步包括停止 (429)真空壓力及/或冷卻(431)該壓板29。
該方法400可進一步包括使該第一板25及該第二板26前進(433)。此後，如由方塊435表示，該方法400可重複或結束。
如本文使用，術語「平坦」及「實質上平坦」暗示大於約15.2 cm之一曲率半徑。
圖22係一闡釋性經封裝光電器件500之一透視展開圖，該光電器件500可使用本文描述之疊層器20之一或多個實施例而生產。僅藉由實例方式且非無限制，該光電器件38包括一有機發光二極體(OLED)。該真空疊層器20亦可製造其他經封裝光電器件38，諸如光伏打器件。
自圖22之底部至頂部，該例示性經封裝光電器件500可包含一遮罩501、一平坦撓曲電纜502、低溫焊料503、第一絕緣環504、一背板26、第二絕緣環505、接觸補片506、第一各向異性導電膜(ACF)條507、一補助匯流排508、第二ACF條509、一光電器件(OLED)38、一光學耦合器510、一障壁膜511、一輸出耦合黏著劑512及一輸出耦合膜513。在一實施例中，該背板26在最接近於該光電器件38之表面上具有一熱啟動或壓力敏感黏著劑。
在一實施例中，在封裝該光電器件38之前將一些或全部此等組件預組裝、壓縮且黏著在一起。例如，可預組裝該光學耦合器510、該障壁膜511、該輸出耦合黏著劑512及該輸出耦合膜513以形成一單個「前板」(圖2中的25)。類似地，可預組裝該光電器件38、該等第一絕緣環504、該 背板26、第二絕緣環505、接觸補片506、第一各向異性導電膜(ACF)條507、補助匯流排508、第二ACF條509以形成一單個「背板」(圖2中的26)。在一實施例中，在密封該光電器件38之後將該平坦撓曲電纜502焊接至該等補片506，且接著施加該遮罩501。
如本文使用，以單數敘述且前置有用詞「一」或「一個」之一元件或功能應被理解為不排除複數個該等元件或功能，除非明確地敘述此排除。此外，對主張之發明之「一實施例」之引用不應被解釋為排除亦合併所敘述的特徵之額外實施例之存在。
此書面描述使用實例以揭示本發明(包含最佳模式)，且亦使熟習此項技術者能夠製作並使用本發明。本發明之專利範疇藉由申請專利範圍定義，且可包含熟習此項技術者想到的其他實例。若此等其他實例具有不同於該申請專利範圍之文字語言之結構元件或若其等包含與該申請專利範圍之文字語言並無實質不同之等效結構元件，則期望此等其他實例在該申請專利範圍之範疇內。
雖然在一些圖式且並未在其他圖式中展示本發明之特定特徵，但是此僅為了方便，此係因為每一特徵可與根據本發明之其他特徵之任一特徵或全部特徵組合之故。如本文中使用之用詞「包含」、「包括」、「具有」及「具備」欲廣泛地且綜合地地解釋且並不限於任何實體互連。此外，本申請案中揭示之任何實施例不應被視為唯一可能的實施例。熟習此項技術者將想到其他實施例且該等其他實施例 在下列申請專利範圍之範疇內。
10‧‧‧輥疊層器
11‧‧‧滾筒
12‧‧‧滾筒
13‧‧‧壓縮力
14‧‧‧壓縮力
15‧‧‧前板
16‧‧‧背板
18‧‧‧有機發光二極體
20‧‧‧輥疊層器
21‧‧‧滾筒
23‧‧‧壓縮力
24‧‧‧張緊器
25‧‧‧前板/第一板
26‧‧‧背板/第二板
27‧‧‧背板之第一端
28‧‧‧背板之第二端
29‧‧‧真空壓板
30‧‧‧滾筒
31‧‧‧疊層器之前側/底座之第一側
32‧‧‧疊層器之背側/底座之第二側
33‧‧‧底座之第一端
34‧‧‧底座之第二端
35‧‧‧滾筒加熱器
36‧‧‧壓力氣缸
37‧‧‧滑動支架軌條
38‧‧‧光電器件
40‧‧‧底座
41‧‧‧第二支撐部件
42‧‧‧棒
43‧‧‧第三支撐部件
44‧‧‧第一支撐部件
45‧‧‧托架
50‧‧‧可移動總成/滑動支架
51‧‧‧第二致動器系統/滾筒致動器系統
52‧‧‧驅動齒輪
53‧‧‧驅動齒輪
54‧‧‧致動器
55‧‧‧驅動齒輪
56‧‧‧第一帶
57‧‧‧齒輪
58‧‧‧齒輪
59‧‧‧從動齒輪
60‧‧‧第一致動器系統/滑動支架致動器系統
61‧‧‧第一致動器
62‧‧‧驅動齒輪
63‧‧‧驅動帶
64‧‧‧齒輪
65‧‧‧第一軸
66‧‧‧驅動帶
67‧‧‧齒輪
68‧‧‧齒輪
69‧‧‧第二軸
70‧‧‧孔
71‧‧‧加熱器
72‧‧‧致動器
73‧‧‧第一夾鉗
74‧‧‧第二夾鉗/背板夾鉗
75‧‧‧第二帶
76‧‧‧帶張緊器
80‧‧‧外殼
81‧‧‧操作者
90‧‧‧輥疊層器
91‧‧‧滾筒
92‧‧‧滾筒厚度
93‧‧‧滾筒厚度
95‧‧‧經張緊不附著板
100‧‧‧疊層器
101‧‧‧第一饋送輥
103‧‧‧第二饋送輥
105‧‧‧拾取輥
107‧‧‧第一夾鉗
109‧‧‧第二夾鉗
111‧‧‧第三夾鉗
113‧‧‧第一位置
115‧‧‧第二位置
117‧‧‧第一位置
119‧‧‧第二位置
121‧‧‧第三位置
123‧‧‧第四位置
125‧‧‧第二板靠近滾筒之區域
127‧‧‧預定距離
200‧‧‧疊層器
500‧‧‧光電器件
501‧‧‧遮罩
502‧‧‧撓曲電纜
503‧‧‧低溫焊料
504‧‧‧第一絕緣環
505‧‧‧第二絕緣環
506‧‧‧接觸補片
507‧‧‧第一各向異性導電膜條
508‧‧‧補助匯流排
509‧‧‧第二各向異性導電膜條
510‧‧‧光學耦合器
511‧‧‧障壁膜
512‧‧‧輸出耦合黏著劑
513‧‧‧輸出耦合膜
圖1係一習知輥疊層器之一圖形；圖2係施加實質上單向之壓縮力之一新的輥疊層器之一實施例之一經簡化圖形；圖3係圖2之新的輥疊層器之一實施例之一前透視圖；圖4係圖3之新的輥疊層器之一前正視圖；圖5係圖3之新的輥疊層器之一右側正視圖；圖6係圖3之新的輥疊層器之一可移動總成之一透視圖；圖7係圖3之新的輥疊層器之另一前透視圖，其中移除該可移動總成；圖8係圖3之新的輥疊層器之一壓板之一透視圖；圖9係圖3之新的輥疊層器之一實施例之一透視圖；圖10係一輥疊層器之一第一替代實施例之一透視圖；圖11係圖解說明一輥疊層器之一第二替代實施例之一圖形，其中一可移動總成及/或滾筒在一第一位置，一壓板在一第一位置，一第一板在一第一饋送輥與一拾取輥之間張緊，且一第二板在一第二饋送輥與該拾取輥之間張緊，其中該第二板經定位相對於該第一板成一預定角度；圖12係圖11之疊層器之第二替代實施例之一圖形，其中該可移動總成及/或滾筒在該第一位置且該壓板在一第二位置；圖13係圖11之疊層器之第二替代實施例之一圖形，其中該壓板在該第二位置且該可移動總成及/或滾筒在一第二 位置；圖14係圖11之疊層器之第二替代實施例之一圖形，其中該壓板在該第二位置且該可移動總成及/或滾筒在一第三位置；圖15係圖11之疊層器之第二替代實施例之一圖形，其中該壓板在該第一位置且該可移動總成及/或滾筒在一第四位置；圖16係圖11之疊層器之第二替代實施例之一圖形，其中該壓板在該第二位置且該可移動總成及/或滾筒返回至該第一位置；圖17係圖11之疊層器之第二替代實施例之一圖形，但是其中一或多個光電器件定位於該前板上；圖18係一疊層器之一第三替代實施例之一圖形，其中一壓板定位於一第一位置，一第一板在第一夾鉗之間張緊，一第二板在第二夾鉗之間張緊，與該第一板間隔開，且實質上平行於該第一板；圖19係可用以密封封裝介於封裝材料之一第一板與一第二板之間之一或多個光電器件之一方法之一實施例之一流程圖；圖20及圖21係可用以密封封裝介於封裝材料之一第一板與一第二板之間之一或多個光電器件之一方法之另一實施例之一流程圖；圖22係可使用本文描述之疊層器之一或多個實施例生產之一闡釋性經封裝光電器件之一透視展開圖。
20‧‧‧輥疊層器
24‧‧‧張緊器
25‧‧‧前板/第一板
26‧‧‧背板/第二板
27‧‧‧背板之第一端
28‧‧‧背板之第二端
29‧‧‧真空壓板
30‧‧‧滾筒
31‧‧‧疊層器之前側/底座之第一側
32‧‧‧疊層器之後側/底座之第二側
33‧‧‧底座之第一端
34‧‧‧底座之第二端
40‧‧‧底座
50‧‧‧可移動總成/滑動支架
51‧‧‧第二致動器系統/滾筒致動器系統
60‧‧‧第一致動器系統/滑動支架致動器系統
61‧‧‧第一致動器
62‧‧‧驅動齒輪
63‧‧‧驅動帶
64‧‧‧齒輪
65‧‧‧第一軸
66‧‧‧驅動帶
67‧‧‧驅動帶
68‧‧‧齒輪
95‧‧‧經張緊不附著板

Claims (3)

  1. 一種封裝方法，其包括：自一滾筒施加力於封裝材料之兩個板，一第一板經張緊以實質上平坦且一第二板經定位相對於該第一板成一預定角度；移動該滾筒以密封封裝該第一板與該第二板之間之一光電器件；加熱一壓板，該壓板具有其中具備一或多個孔之一平坦表面；及將該壓板自遠離封裝材料之該第一板之一第一位置移動至靠近封裝材料之該第一板之一第二位置。
  2. 如請求項1之封裝方法，其進一步包括：透過該壓板施加真空壓力以抵靠該壓板之該平坦表面以平滑化封裝材料之該第一板。
  3. 如請求項1之封裝方法，其進一步包括：透過定位於鄰近該壓板之一經張緊不附著板中之孔施加真空壓力以抵靠該經張緊不附著板及該壓板之該平坦表面平滑化封裝材料之該第一板。
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