專利名稱：一種消除表面靜電的流體壓緊封裝裝置及封裝方法
技術領域：
本發明涉及平板顯示器的制造工藝領域，尤其涉及一種消除表面靜電的流體壓緊封裝裝置以及使用該封裝裝置完成激光玻璃料封裝的方法。
背景技術：
平板顯示器(Flat Panel Display)自20世紀90年代開始迅速發展,并逐步走向成熟，廣泛應用于家用電器、電腦和通訊產品中。平板顯示器分為主動發光和被動發光兩類。前者指顯示媒質本身發光而提供可見輻射的顯示器件，包括等離子顯示器(PDP)、真空熒光顯示器(VFD)、場發射顯示器(FED)、電致發光顯示器(LED)和有機發光二極管顯示器
(OLED)等。后者指本身不發光，而是利用顯示媒質被電信號調制后，其光學特性發生變化，對環境光和外加電源(背光源、投影光源)發出的光進行調制，在顯示屏或銀幕上進行顯示的器件，包括液晶顯示器(LCD)、微機電系統顯示器(DMD)和電子油墨(EL)顯示器等。而從產值而言，目前主要以IXD、PDP、0LED為平板顯示的三大支柱，其中IXD和TOP相對成熟，而OLED作為下一代顯示技術，在色域、視角、能耗、外形輕薄、響應速度等主要指標方面相較于IXD和PDP都有明顯優勢，另外，OLED還具有可制成柔性顯示器件的特殊性質，因而OLED顯示器件未來的發展前景非常廣闊。但從現階段來看，由于材料和工藝原因，OLED器件還存在工作壽命較短的問題，對OLED技術的產業化進程和應用造成了較大的阻礙。除了早期有機發光材料本身壽命不夠理想外，更重要的原因在于有機發光材料對氧氣和水汽的高度敏感，水汽和氧氣的滲入，會造成OLED器件內陰極氧化、脫膜、有機層結晶等效應，致使器件提前老化乃至損壞，出現常見的有黑點、像素收縮和光強衰減等現象。按照商用化產品的要求，OLED器件至少達到工作壽命10，000小時和存儲壽命50，000小時，水汽滲透率(WVTR)小于10_6g/m2/day，氧氣滲透率(OTR)小于l(T5cc/bar/m2/day,對于水氧的滲透率要求明顯高于IXD。目前應用于OLED器件封裝的主要技術有UV膠封蓋式密封和薄膜密封兩種技術，前者由于使用大分子的環氧樹脂材料，材料內存在許多微細孔，仍無法完全阻止環境中的水汽和氧氣的滲入，所以利用該種技術封裝的器件壽命還不夠理想；進一步的改進措施是在密封體內預置干燥材料，來提高產品壽命，這樣就帶來工藝環節、成本及設備購置等問題，并且其壽命提高程度有限；而薄膜封裝采用多種無機或有機薄膜淀積在OLED有機發光材料上形成水汽和氧氣的隔離層，但相關材料的實際表現還遠遠不及傳統的UV膠蓋式密封加干燥劑的方法，所以還需要較長時間的封裝材料研發和改進。事實上，低熔點玻璃粉作為一種先進的焊接材料，具有較低的熔化溫度和封接溫度，良好的耐熱性和化學穩定性，很高的機械強度，可實現玻璃、陶瓷、金屬、半導體間的相互封接，因而被廣泛應用于真空和微電子技術、激光和紅外技術、高能物理、能源、宇航、汽車等眾多領域。US6, 998，776提出利用激光輻射源照射熔融材料的方法應用于OLED器件的玻璃密封，采用激光封裝的好處在于局部非接觸式加熱，對OLED等溫度敏感器件熱影響區域小；由于是同質封裝，可獲得一致和密實的封裝強度，很好地隔絕水汽和氧氣，達到比UV膠蓋式封裝性能更好、壽命更久的效果；另外，封裝線的寬度和厚度可以很小，對器件的輕薄和寬視域有明顯好處。激光玻璃粉封裝的主要工藝過程是將低溫熔融玻璃粉制成膏狀，利用噴膠或絲網印刷方法涂布在封裝蓋玻璃基板的封裝線上，然后將封裝蓋玻璃基板放入真空坩鍋中進行預燒結，完成預燒結的封裝蓋板對位準確后疊放在OLED玻璃基板上，再利用激光掃描封裝線，再次熔融后的玻璃料可以將上下玻璃基板牢固地粘結起來，冷卻后即可形成封裝結構。然而，激光封裝對封接處的間隙很敏感，需要保持焊接過程中間隙不發生很大的變化，典型的最大允許的焊縫間隙不大于材料厚度的O. I倍。而當前在OLED激光玻璃粉封裝過程中，存在如US2010/0118912所指出的，在封裝蓋玻璃基板上涂布玻璃膏時可能會存在一些缺陷，比如凸點、空洞和厚度差異，這些缺陷可能導致最終產品封裝失效。由于這些缺陷問題的存在，造成了激光封裝的良率較低。因而，US2010/0130091提出用真空壓緊密封玻璃體的辦法壓緊上下兩層玻璃基板，使得玻璃料盡可能地與玻璃基板接近，降低間隙影響，然而真空壓緊方案無法獲得在大基板條件下均勻的壓緊效果，特別是當封裝玻璃采用US2007/0267972所述的預封裝之后；而US2009/0233514提出用機械壓緊的辦法保持玻璃料盡可能地與玻璃基板貼近，減小間隙影響，但需要在激光掃描之前移動相應的機械壓緊 裝置，增加了操作時間，并且壓緊力不便調整。針對上述問題，可以利用可控噴射流體壓緊系統以及使用該系統完成激光玻璃料封裝的方法，不僅可以提供激光封裝時玻璃料接觸界面處的壓緊力改善封裝良率，還能夠根據工藝試驗動態調整需要的壓緊力，針對不同的玻璃料和玻璃基板調整需要的壓緊力，有更好的材料適應性和工藝適應性。但由于玻璃材料在生產線上容易通過與機臺、傳輸裝置摩擦累積電荷，且生產環境往往是干燥的凈化廠房，基于玻璃良好的絕緣性，其表面累積靜電荷不易自然消除。不僅機械壓緊方法容易累積靜電荷，通過噴射流體壓緊的方法也會累積靜電荷，原因在于噴射流體會與密封玻璃體接觸面發生摩擦，使玻璃密封體表面不斷累積電荷。如果累積靜電荷不能被及時消除，電壓高到一定程度，可能會導致在密封玻璃體與內部光電顯示器件之間發生間隙放電，從而損壞光電器件。因此，現有技術中急需要一種新的流體壓緊封裝裝置及封裝方法，通過該封裝裝置及封裝方法可以消除密封玻璃體表面靜電。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提供一種流體壓緊封裝裝置及封裝方法，該流體壓緊封裝裝置及封裝方法可以對密封玻璃封裝體的玻璃料封裝線進行壓緊的同時消除流體摩擦或之前工藝流程所累積的靜電荷。為了實現上述發明目的，本發明提供一種消除表面靜電的流體壓緊封裝裝置，包括載物臺，用于承載用于裝配的封裝結構，所屬封裝結構具有第一基板，第二基板，及設置在該第一基板和第二基板之間，用于形成至少一腔室的熔料；輻射源，用于加熱該熔料，使其與該第一第二基板的連接面處結合，使上述腔室形成一氣密封裝結構；流體源，與該輻射源連接并相對移動，該流體源提供流體束，該流體束作用于該第一基板，用于壓緊該第一基板與該第二基板之間的熔料；該流體源內還包括一離子發生裝置，用于激發該流體束以產生正負離子。更進一步地，該離子發生裝置是電暈 放電裝置或光照射型離子發生裝置。該電暈放電裝置是直流放電電暈放電裝置或脈沖直流放電電暈放電裝置或交流放電電暈放電裝置。該流體源包括一個或多個噴射頭，以及與噴射頭相連接的噴射流體管路。該離子發生裝置通過一密封絕緣墊圈與該噴射頭連接。更進一步地，該熔料包括低溫熔融玻璃料。該熔料進一步包括以下成分中的至少一種有機成膜載體、有機接合劑、分散劑、表面活性劑。該第二基板包含至少一個有機發光器件的像素區域，該第一基板設置在該第二基板的像素區域上，該熔料設置于封裝線上，該封裝線位于非像素區域。該第一基板是玻璃基板。該流體束是含非腐蝕性成分的氣體束。該氣體束是惰性氣體束。更進一步地，噴射頭為單個或多個點狀噴射頭、線狀噴射頭或面狀噴射頭，該噴射頭的布置方式為單點布置或多點布置。該多點布置是線陣排列布置或面陣排列布置或按照特定組合方式布置。本發明同時公開一種消除表面靜電的封裝方法，包括以下步驟將第一基板放置于具有熔料的第二基板上，使所述第一基板、所述第二基板以及所述熔料共同形成至少一腔室；設置流體源，用于提供流體束施加力在所述第一基板上；提供輻射源，在所述流體束提供壓力的同時，加熱所述熔料，使所述腔室形成氣密封裝結構；其特征在于，所述流體源內還包括離子發生裝置，用于激發所述流體束以產生正負離子。與現有技術相比較，本發明的技術優勢在于本發明確保了電荷不是先累積后消除，而是在噴射流體噴射的過程中同步消除靜電荷，使得靜電放電損壞器件的可能性降至最低。本發明利用作為壓緊功能的噴射流體作為承載介質，不需要另外氣體源或者供氣裝置，降低了設備成本和運營成本。
關于本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。圖I是涂覆玻璃料的封裝蓋玻璃基板的結構示意圖；圖2是OLED玻璃基板的結構示意圖；圖3是現有技術中玻璃料密封玻璃封裝體進行激光封裝的原理示意圖；圖4是本發明所涉及的封裝裝置的原理示意圖；圖5是本發明所涉及的第二實施方式的結構示意圖。主要圖示如下I-沿封裝線長度方向2-封裝線截面方向101-封裝蓋玻璃基板102-0LED玻璃基板200-封裝線及封裝線上的玻璃料 200' -OLED基板上對應封裝線位置300-封裝線內空白區域301-0LED像素陣列
500-半導體激光器照明光纖501-激光器502-激光光束503-封裝蓋玻璃表面激光束輻射光斑700——噴射流體噴射頭701——離子發生裝置702——密封絕緣墊圈703——離子發生裝置控制器704——噴射流體供給管路1001——噴射流體；
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施例。圖3是現有技術中玻璃料密封玻璃封裝體進行激光封裝的原理示意圖，以下介紹請同時參照圖I和圖2。圖I是涂覆玻璃料的封裝蓋玻璃基板的結構示意圖，圖2是OLED玻璃基板的結構示意圖。如圖I中所示，該封裝蓋玻璃基板101上由封裝線200分割成兩塊獨立的區域，封裝線內空白區域300及封裝線外的空白區域(圖中未示出)。該封裝線200組成了一個封閉的幾何圖形，這樣才能保證封裝的氣密性。玻璃料被涂覆在封裝線200上。如圖2中所示，OLED像素陣列301位于OLED基板上對應封裝線內空白區域30(V。現有技術中，利用玻璃料密封玻璃封裝體的一般工藝流程是第一步，玻璃料制膏。將低溫熔融玻璃料與有機成膜載體(比如酯醇texanol)、有機接合劑(比如乙基纖維素ethyl cellulose)以及特定分散劑、表面活性劑進行均勻混合，得到一種膏狀物。第二步，玻璃膏涂覆，如圖I所示，利用噴膠或絲網印刷的方法可以將玻璃膏涂覆在預定的封裝線200上。第三步，對涂覆了玻璃膏的封裝蓋玻璃在真空條件下進行預燒結，形成固化于封裝蓋玻璃上的的玻璃料燒結體，并釋放掉有機成份和水汽、氧氣成份。第四步，在真空或惰性氣體氛圍下，將封裝蓋玻璃101與如圖2所示被封裝器件基板玻璃102進行對疊和/或預封裝。第五步，如圖3所示，利用激光501或其它輻射源照射封裝線區域，加熱玻璃料，使其熔融后在兩個連接界面處形成氣密封裝結構。現有技術中通常采用可控噴射流體壓緊系統以及使用該系統完成激光玻璃料封裝的方法，不僅可以提供激光封裝時玻璃料接觸界面處的壓緊力改善封裝良率，還能夠根據工藝試驗動態調整需要的壓緊力，針對不同的玻璃料和玻璃基板調整需要的壓緊力，有更好的材料適應性和工藝適應性。但由于玻璃材料在生產線上容易通過與機臺、傳輸裝置摩擦累積電荷，且生產環境往往是干燥的凈化廠房，基于玻璃良好的絕緣性，其表面累積靜電荷不易自然消除。不僅機械壓緊方法容易累積靜電荷，通過噴射流體壓緊的方法也會累積靜電荷，原因在于噴射流體會與密封玻璃體接觸面發生摩擦，使玻璃密封體表面不斷累積電荷。如果累積靜電荷不能被及時消除，電壓高到一定程度，可能會導致在密封玻璃體與內部光電顯示器件之間發生間隙放電，從而損壞光電器件。圖4是本發明所涉及的封裝裝置的原理示意圖。圖4是利用噴射流體壓緊方式來改善玻璃料密封玻璃封裝體的一種實施例。圖4中雖未示出，但應當理解，所述待激光或其它輻射源掃描的密封玻璃封裝體放置在平整的承片臺上并保持封裝過程中位置可測量。利用激光或其它輻射源系統501產生輻射束502，透過封裝蓋玻璃101照射在封裝線玻璃料200上，通過相對位移而形成輻射斑沿封裝線的掃描運動。而噴射流體噴射組件700獨立于輻射源系統501，并在輻射源系統501發射輻射束502的同時向封裝線及附近區域噴射流體1001，噴射流體將在待封裝密封玻璃封裝體的封裝線表面產生所需的壓緊力。利用所產生的壓緊力，可以使得輻射源照射封裝線的過程中，玻璃料與封裝界面有最小的封裝間隙，因而可以加快熔融玻璃料的浸潤速度，形成良好的封裝界面。總體而言，利用噴射流體壓緊方式改善密封玻璃封裝的好處在于非機械接觸式壓緊和壓緊力可調，對提高工藝良率和生產效率有明顯好處。需要說明的是，當用于上述壓緊工藝的噴射流體是N2、Ar等惰性氣體或高純度干燥空氣等氣體流體時，噴射流體以所需壓力流過密封玻璃表面的時候會與玻璃表面摩擦而使玻璃表面帶電。為了消除密封玻璃體表面的靜電，可以采用外加靜電消除裝置的方法來解決，但外置相關裝置無法實時地消除噴射流體壓緊過程中造成的靜電積累，當噴射流體流速較大時，這個問題相當嚴重。利用本發明所述的具備消 除密封玻璃體表面靜電功能的流體壓緊裝置，可以解決該問題。本發明所述具備消除密封玻璃體表面靜電功能的流體壓緊裝置結構及工作原理為在噴射頭內置離子發生裝置；通過控制器控制離子發生裝置，使流經離子發生裝置附近的流體產生大量正負離子；借助噴射流體載運上述正負離子到密封玻璃體表面；接觸到密封玻璃體表面的異種電荷與密封玻璃體表面的異種電荷結合，從而消除密封玻璃體表面靜電。具體而言，所述離子發生裝置可以是利用高壓放電原理的電暈放電裝置，也可以是利用軟X射線的光照射型離子發生裝置。當使用高壓放電針型的電暈放電裝置時，所述的高壓放電針型電暈放電裝置可以采用直流放電型(還包括脈沖直流型)，也可以采用交流放電型電暈放電裝置。圖5為本發明采用交流放電型電暈離子發生裝置的噴射流體裝置實施例。噴射流體管路704與噴射頭700相連，通過704提供具有適當壓力的噴射流體到噴射頭700。離子發生裝置701利用密封絕緣墊圈702固定于700的內部空腔，并與置于700腔體外的離子發生控制器703相連。噴射頭700的殼體需要采用具有良好導電性的材料并與高壓放電裝置的地線可靠連接，還可以在700殼體內置此種材料做成的電極板，該電極板與高壓放電裝置的地線可靠連接。利用703可以控制離子發生裝置工作或停止。當噴射流體流過離子發生裝置701附近時，701會使噴射流體介質發生電離，從而產生正負離子，正負離子被噴射流體1001載運至密封玻璃體表面，如果密封玻璃體表面帶正電荷，則負離子會與其正電荷發生中和，正離子則被排斥；反之則正離子與其負電荷發生中和，負離子被排斥。通過持續地提供游離態的正負離子，可以滿足在封裝壓緊過程中靜電消除的需要。基于本發明所述的具備密封玻璃體表面靜電消除功能的噴射流體壓緊裝置，可以在壓緊的過程中實時消除靜電的積累，并且不需要另外的離子吹風所需的氣源及供給裝置，因而可以獲得比傳統的另置靜電消除裝置更好的靜電消除效果和更低的裝置成本。本發明所述的具備密封玻璃體表面靜電消除功能的噴射頭可以是單個或多個點狀噴射頭、線狀噴射頭或面狀噴射頭。所述噴射頭的布置方式可以是單點布置、多點布置，其中多點布置可以是線陣排列布置、面陣排列布置或按照特定組合方式布置。本發明所述噴射流體壓緊力既可以作用于整個待密封玻璃封裝體表面，也可以只作用于待密封玻璃封裝體的封裝線區域。同時，本發明雖然以OLED器件為例進行說明，但凡是利用該方法改善對周圍環境(例如氧、水分)敏感的薄膜器件的密封效果的應用都屬于本發明的保護范圍。本說明書中所述的只是本發明的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明的限制。凡本領域技術人員依本發明的構思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本發明的范圍之內。·
權利要求
1.一種消除表面靜電的流體壓緊封裝裝置，包括 封裝結構，所述封裝結構具有第一基板，第二基板，及設置在所述第一基板和所述第二基板之間用于形成至少一腔室的熔料； 輻射源，用于加熱所述熔料，使所述熔料與所述第一基板和所述第二基板的連接面處結合，使所述腔室形成氣密封裝結構； 流體源，所述流體源提供流體束，所述流體束作用于所述第一基板，用于壓緊所述第一基板與所述第二基板之間的所述熔料； 其特征在于，所述流體源內還包括離子發生裝置，用于激發所述流體束以產生正負離子。
2.如權利要求I所述的流體壓緊封裝裝置，其特征在于，所述離子發生裝置是電暈放電裝置或光照射型離子發生裝置。
3.如權利要求I所述的流體壓緊封裝裝置，其特征在于，所述電暈放電裝置是直流放電電暈放電裝置或脈沖直流放電電暈放電裝置或交流放電電暈放電裝置。
4.如權利要求I所述的流體壓緊封裝裝置，其特征在于，所述流體源包括一個或多個噴射頭，以及與所述噴射頭相連接的噴射流體管路。
5.如權利要求4所述的流體壓緊封裝裝置，其特征在于，所述離子發生裝置通過密封絕緣墊圈與所述噴射頭連接。
6.如權利要求I所述的封裝裝置，其特征在于，所述熔料包括低溫熔融玻璃料。
7.如權利要求6所述的封裝裝置，其特征在于，所述熔料進一步包括以下成分中的至少一種有機成膜載體、有機接合劑、分散劑、表面活性劑。
8.如權利要求I所述的封裝裝置，其特征在于，所述第二基板包含至少一個有機發光器件的像素區域，所述第一基板設置在所述第二基板的像素區域上，所述熔料設置于封裝線上，所述封裝線位于非像素區域。
9.如權利要求I所述的封裝裝置，其特征在于，所述第一基板是玻璃基板。
10.如權利要求I所述的封裝裝置，其特征在于，所述流體束是含非腐蝕性成分的氣體束。
11.如權利要求10所述的封裝裝置，其特征在于，所述氣體束是惰性氣體束。
12.如權利要求4所述的流體壓緊封裝裝置，其特征在于，所述噴射頭為單個或多個點狀噴射頭、線狀噴射頭或面狀噴射頭，所述噴射頭的布置方式為單點布置或多點布置。
13.如權利要求12所述的流體壓緊封裝裝置，其特征在于，所述多點布置是線陣排列布置或面陣排列布置。
14.一種消除表面靜電的封裝方法，包括以下步驟 將第一基板放置于具有熔料的第二基板上，使所述第一基板、所述第二基板以及所述熔料共同形成至少一腔室； 設置流體源，用于提供流體束施加力在所述第一基板上； 提供輻射源，在所述流體束提供壓力的同時，加熱所述熔料，使所述腔室形成氣密封裝結構； 其特征在于，所述流體源內還包括離子發生裝置，用于激發所述流體束以產生正負離子。
全文摘要
本發明提供一種消除表面靜電的流體壓緊封裝裝置，包括封裝結構，所述封裝結構具有第一基板，第二基板，及設置在所述第一基板和所述第二基板之間用于形成至少一腔室的熔料；輻射源，用于加熱所述熔料，使所述熔料與所述第一基板和所述第二基板的連接面處結合，使所述腔室形成氣密封裝結構；流體源，所述流體源提供流體束，所述流體束作用于所述第一基板，用于壓緊所述第一基板與所述第二基板之間的所述熔料；其特征在于，所述流體源內還包括離子發生裝置，用于激發所述流體束以產生正負離子。
文檔編號H01L51/52GK102956832SQ201110241760
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月22日 優先權日2011年8月22日
發明者韋學志, 陳勇輝 申請人:上海微電子裝備有限公司