专利名称：一种消除表面静电的流体压紧封装装置及封装方法
技术领域：
本发明涉及平板显示器的制造工艺领域，尤其涉及一种消除表面静电的流体压紧封装装置以及使用该封装装置完成激光玻璃料封装的方法。
背景技术：
平板显示器(Flat Panel Display)自20世纪90年代开始迅速发展,并逐步走向成熟，广泛应用于家用电器、电脑和通讯产品中。平板显示器分为主动发光和被动发光两类。前者指显示媒质本身发光而提供可见辐射的显示器件，包括等离子显示器(PDP)、真空荧光显示器(VFD)、场发射显示器(FED)、电致发光显示器(LED)和有机发光二极管显示器
(OLED)等。后者指本身不发光，而是利用显示媒质被电信号调制后，其光学特性发生变化，对环境光和外加电源(背光源、投影光源)发出的光进行调制，在显示屏或银幕上进行显示的器件，包括液晶显示器(LCD)、微机电系统显示器(DMD)和电子油墨(EL)显示器等。而从产值而言，目前主要以IXD、PDP、0LED为平板显示的三大支柱，其中IXD和TOP相对成熟，而OLED作为下一代显示技术，在色域、视角、能耗、外形轻薄、响应速度等主要指标方面相较于IXD和PDP都有明显优势，另外，OLED还具有可制成柔性显示器件的特殊性质，因而OLED显示器件未来的发展前景非常广阔。但从现阶段来看，由于材料和工艺原因，OLED器件还存在工作寿命较短的问题，对OLED技术的产业化进程和应用造成了较大的阻碍。除了早期有机发光材料本身寿命不够理想外，更重要的原因在于有机发光材料对氧气和水汽的高度敏感，水汽和氧气的渗入，会造成OLED器件内阴极氧化、脱膜、有机层结晶等效应，致使器件提前老化乃至损坏，出现常见的有黑点、像素收缩和光强衰减等现象。按照商用化产品的要求，OLED器件至少达到工作寿命10，000小时和存储寿命50，000小时，水汽渗透率(WVTR)小于10_6g/m2/day，氧气渗透率(OTR)小于l(T5cc/bar/m2/day,对于水氧的渗透率要求明显高于IXD。目前应用于OLED器件封装的主要技术有UV胶封盖式密封和薄膜密封两种技术，前者由于使用大分子的环氧树脂材料，材料内存在许多微细孔，仍无法完全阻止环境中的水汽和氧气的渗入，所以利用该种技术封装的器件寿命还不够理想；进一步的改进措施是在密封体内预置干燥材料，来提高产品寿命，这样就带来工艺环节、成本及设备购置等问题，并且其寿命提高程度有限；而薄膜封装采用多种无机或有机薄膜淀积在OLED有机发光材料上形成水汽和氧气的隔离层，但相关材料的实际表现还远远不及传统的UV胶盖式密封加干燥剂的方法，所以还需要较长时间的封装材料研发和改进。事实上，低熔点玻璃粉作为一种先进的焊接材料，具有较低的熔化温度和封接温度，良好的耐热性和化学稳定性，很高的机械强度，可实现玻璃、陶瓷、金属、半导体间的相互封接，因而被广泛应用于真空和微电子技术、激光和红外技术、高能物理、能源、宇航、汽车等众多领域。US6, 998，776提出利用激光辐射源照射熔融材料的方法应用于OLED器件的玻璃密封，采用激光封装的好处在于局部非接触式加热，对OLED等温度敏感器件热影响区域小；由于是同质封装，可获得一致和密实的封装强度，很好地隔绝水汽和氧气，达到比UV胶盖式封装性能更好、寿命更久的效果；另外，封装线的宽度和厚度可以很小，对器件的轻薄和宽视域有明显好处。激光玻璃粉封装的主要工艺过程是将低温熔融玻璃粉制成膏状，利用喷胶或丝网印刷方法涂布在封装盖玻璃基板的封装线上，然后将封装盖玻璃基板放入真空坩锅中进行预烧结，完成预烧结的封装盖板对位准确后叠放在OLED玻璃基板上，再利用激光扫描封装线，再次熔融后的玻璃料可以将上下玻璃基板牢固地粘结起来，冷却后即可形成封装结构。然而，激光封装对封接处的间隙很敏感，需要保持焊接过程中间隙不发生很大的变化，典型的最大允许的焊缝间隙不大于材料厚度的O. I倍。而当前在OLED激光玻璃粉封装过程中，存在如US2010/0118912所指出的，在封装盖玻璃基板上涂布玻璃膏时可能会存在一些缺陷，比如凸点、空洞和厚度差异，这些缺陷可能导致最终产品封装失效。由于这些缺陷问题的存在，造成了激光封装的良率较低。因而，US2010/0130091提出用真空压紧密封玻璃体的办法压紧上下两层玻璃基板，使得玻璃料尽可能地与玻璃基板接近，降低间隙影响，然而真空压紧方案无法获得在大基板条件下均匀的压紧效果，特别是当封装玻璃采用US2007/0267972所述的预封装之后；而US2009/0233514提出用机械压紧的办法保持玻璃料尽可能地与玻璃基板贴近，减小间隙影响，但需要在激光扫描之前移动相应的机械压紧 装置，增加了操作时间，并且压紧力不便调整。针对上述问题，可以利用可控喷射流体压紧系统以及使用该系统完成激光玻璃料封装的方法，不仅可以提供激光封装时玻璃料接触界面处的压紧力改善封装良率，还能够根据工艺试验动态调整需要的压紧力，针对不同的玻璃料和玻璃基板调整需要的压紧力，有更好的材料适应性和工艺适应性。但由于玻璃材料在生产线上容易通过与机台、传输装置摩擦累积电荷，且生产环境往往是干燥的净化厂房，基于玻璃良好的绝缘性，其表面累积静电荷不易自然消除。不仅机械压紧方法容易累积静电荷，通过喷射流体压紧的方法也会累积静电荷，原因在于喷射流体会与密封玻璃体接触面发生摩擦，使玻璃密封体表面不断累积电荷。如果累积静电荷不能被及时消除，电压高到一定程度，可能会导致在密封玻璃体与内部光电显示器件之间发生间隙放电，从而损坏光电器件。因此，现有技术中急需要一种新的流体压紧封装装置及封装方法，通过该封装装置及封装方法可以消除密封玻璃体表面静电。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种流体压紧封装装置及封装方法，该流体压紧封装装置及封装方法可以对密封玻璃封装体的玻璃料封装线进行压紧的同时消除流体摩擦或之前工艺流程所累积的静电荷。为了实现上述发明目的，本发明提供一种消除表面静电的流体压紧封装装置，包括载物台，用于承载用于装配的封装结构，所属封装结构具有第一基板，第二基板，及设置在该第一基板和第二基板之间，用于形成至少一腔室的熔料；辐射源，用于加热该熔料，使其与该第一第二基板的连接面处结合，使上述腔室形成一气密封装结构；流体源，与该辐射源连接并相对移动，该流体源提供流体束，该流体束作用于该第一基板，用于压紧该第一基板与该第二基板之间的熔料；该流体源内还包括一离子发生装置，用于激发该流体束以产生正负离子。更进一步地，该离子发生装置是电晕 放电装置或光照射型离子发生装置。该电晕放电装置是直流放电电晕放电装置或脉冲直流放电电晕放电装置或交流放电电晕放电装置。该流体源包括一个或多个喷射头，以及与喷射头相连接的喷射流体管路。该离子发生装置通过一密封绝缘垫圈与该喷射头连接。更进一步地，该熔料包括低温熔融玻璃料。该熔料进一步包括以下成分中的至少一种有机成膜载体、有机接合剂、分散剂、表面活性剂。该第二基板包含至少一个有机发光器件的像素区域，该第一基板设置在该第二基板的像素区域上，该熔料设置于封装线上，该封装线位于非像素区域。该第一基板是玻璃基板。该流体束是含非腐蚀性成分的气体束。该气体束是惰性气体束。更进一步地，喷射头为单个或多个点状喷射头、线状喷射头或面状喷射头，该喷射头的布置方式为单点布置或多点布置。该多点布置是线阵排列布置或面阵排列布置或按照特定组合方式布置。本发明同时公开一种消除表面静电的封装方法，包括以下步骤将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；设置流体源，用于提供流体束施加力在所述第一基板上；提供辐射源，在所述流体束提供压力的同时，加热所述熔料，使所述腔室形成气密封装结构；其特征在于，所述流体源内还包括离子发生装置，用于激发所述流体束以产生正负离子。与现有技术相比较，本发明的技术优势在于本发明确保了电荷不是先累积后消除，而是在喷射流体喷射的过程中同步消除静电荷，使得静电放电损坏器件的可能性降至最低。本发明利用作为压紧功能的喷射流体作为承载介质，不需要另外气体源或者供气装置，降低了设备成本和运营成本。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。图I是涂覆玻璃料的封装盖玻璃基板的结构示意图；图2是OLED玻璃基板的结构示意图；图3是现有技术中玻璃料密封玻璃封装体进行激光封装的原理示意图；图4是本发明所涉及的封装装置的原理示意图；图5是本发明所涉及的第二实施方式的结构示意图。主要图示如下I-沿封装线长度方向2-封装线截面方向101-封装盖玻璃基板102-0LED玻璃基板200-封装线及封装线上的玻璃料 200' -OLED基板上对应封装线位置300-封装线内空白区域301-0LED像素阵列
500-半导体激光器照明光纤501-激光器502-激光光束503-封装盖玻璃表面激光束辐射光斑700——喷射流体喷射头701——离子发生装置702——密封绝缘垫圈703——离子发生装置控制器704——喷射流体供给管路1001——喷射流体；
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。图3是现有技术中玻璃料密封玻璃封装体进行激光封装的原理示意图，以下介绍请同时参照图I和图2。图I是涂覆玻璃料的封装盖玻璃基板的结构示意图，图2是OLED玻璃基板的结构示意图。如图I中所示，该封装盖玻璃基板101上由封装线200分割成两块独立的区域，封装线内空白区域300及封装线外的空白区域(图中未示出)。该封装线200组成了一个封闭的几何图形，这样才能保证封装的气密性。玻璃料被涂覆在封装线200上。如图2中所示，OLED像素阵列301位于OLED基板上对应封装线内空白区域30(V。现有技术中，利用玻璃料密封玻璃封装体的一般工艺流程是第一步，玻璃料制膏。将低温熔融玻璃料与有机成膜载体(比如酯醇texanol)、有机接合剂(比如乙基纤维素ethyl cellulose)以及特定分散剂、表面活性剂进行均勻混合，得到一种膏状物。第二步，玻璃膏涂覆，如图I所示，利用喷胶或丝网印刷的方法可以将玻璃膏涂覆在预定的封装线200上。第三步，对涂覆了玻璃膏的封装盖玻璃在真空条件下进行预烧结，形成固化于封装盖玻璃上的的玻璃料烧结体，并释放掉有机成份和水汽、氧气成份。第四步，在真空或惰性气体氛围下，将封装盖玻璃101与如图2所示被封装器件基板玻璃102进行对叠和/或预封装。第五步，如图3所示，利用激光501或其它辐射源照射封装线区域，加热玻璃料，使其熔融后在两个连接界面处形成气密封装结构。现有技术中通常采用可控喷射流体压紧系统以及使用该系统完成激光玻璃料封装的方法，不仅可以提供激光封装时玻璃料接触界面处的压紧力改善封装良率，还能够根据工艺试验动态调整需要的压紧力，针对不同的玻璃料和玻璃基板调整需要的压紧力，有更好的材料适应性和工艺适应性。但由于玻璃材料在生产线上容易通过与机台、传输装置摩擦累积电荷，且生产环境往往是干燥的净化厂房，基于玻璃良好的绝缘性，其表面累积静电荷不易自然消除。不仅机械压紧方法容易累积静电荷，通过喷射流体压紧的方法也会累积静电荷，原因在于喷射流体会与密封玻璃体接触面发生摩擦，使玻璃密封体表面不断累积电荷。如果累积静电荷不能被及时消除，电压高到一定程度，可能会导致在密封玻璃体与内部光电显示器件之间发生间隙放电，从而损坏光电器件。图4是本发明所涉及的封装装置的原理示意图。图4是利用喷射流体压紧方式来改善玻璃料密封玻璃封装体的一种实施例。图4中虽未示出，但应当理解，所述待激光或其它辐射源扫描的密封玻璃封装体放置在平整的承片台上并保持封装过程中位置可测量。利用激光或其它辐射源系统501产生辐射束502，透过封装盖玻璃101照射在封装线玻璃料200上，通过相对位移而形成辐射斑沿封装线的扫描运动。而喷射流体喷射组件700独立于辐射源系统501，并在辐射源系统501发射辐射束502的同时向封装线及附近区域喷射流体1001，喷射流体将在待封装密封玻璃封装体的封装线表面产生所需的压紧力。利用所产生的压紧力，可以使得辐射源照射封装线的过程中，玻璃料与封装界面有最小的封装间隙，因而可以加快熔融玻璃料的浸润速度，形成良好的封装界面。总体而言，利用喷射流体压紧方式改善密封玻璃封装的好处在于非机械接触式压紧和压紧力可调，对提高工艺良率和生产效率有明显好处。需要说明的是，当用于上述压紧工艺的喷射流体是N2、Ar等惰性气体或高纯度干燥空气等气体流体时，喷射流体以所需压力流过密封玻璃表面的时候会与玻璃表面摩擦而使玻璃表面带电。为了消除密封玻璃体表面的静电，可以采用外加静电消除装置的方法来解决，但外置相关装置无法实时地消除喷射流体压紧过程中造成的静电积累，当喷射流体流速较大时，这个问题相当严重。利用本发明所述的具备消 除密封玻璃体表面静电功能的流体压紧装置，可以解决该问题。本发明所述具备消除密封玻璃体表面静电功能的流体压紧装置结构及工作原理为在喷射头内置离子发生装置；通过控制器控制离子发生装置，使流经离子发生装置附近的流体产生大量正负离子；借助喷射流体载运上述正负离子到密封玻璃体表面；接触到密封玻璃体表面的异种电荷与密封玻璃体表面的异种电荷结合，从而消除密封玻璃体表面静电。具体而言，所述离子发生装置可以是利用高压放电原理的电晕放电装置，也可以是利用软X射线的光照射型离子发生装置。当使用高压放电针型的电晕放电装置时，所述的高压放电针型电晕放电装置可以采用直流放电型(还包括脉冲直流型)，也可以采用交流放电型电晕放电装置。图5为本发明采用交流放电型电晕离子发生装置的喷射流体装置实施例。喷射流体管路704与喷射头700相连，通过704提供具有适当压力的喷射流体到喷射头700。离子发生装置701利用密封绝缘垫圈702固定于700的内部空腔，并与置于700腔体外的离子发生控制器703相连。喷射头700的壳体需要采用具有良好导电性的材料并与高压放电装置的地线可靠连接，还可以在700壳体内置此种材料做成的电极板，该电极板与高压放电装置的地线可靠连接。利用703可以控制离子发生装置工作或停止。当喷射流体流过离子发生装置701附近时，701会使喷射流体介质发生电离，从而产生正负离子，正负离子被喷射流体1001载运至密封玻璃体表面，如果密封玻璃体表面带正电荷，则负离子会与其正电荷发生中和，正离子则被排斥；反之则正离子与其负电荷发生中和，负离子被排斥。通过持续地提供游离态的正负离子，可以满足在封装压紧过程中静电消除的需要。基于本发明所述的具备密封玻璃体表面静电消除功能的喷射流体压紧装置，可以在压紧的过程中实时消除静电的积累，并且不需要另外的离子吹风所需的气源及供给装置，因而可以获得比传统的另置静电消除装置更好的静电消除效果和更低的装置成本。本发明所述的具备密封玻璃体表面静电消除功能的喷射头可以是单个或多个点状喷射头、线状喷射头或面状喷射头。所述喷射头的布置方式可以是单点布置、多点布置，其中多点布置可以是线阵排列布置、面阵排列布置或按照特定组合方式布置。本发明所述喷射流体压紧力既可以作用于整个待密封玻璃封装体表面，也可以只作用于待密封玻璃封装体的封装线区域。同时，本发明虽然以OLED器件为例进行说明，但凡是利用该方法改善对周围环境(例如氧、水分)敏感的薄膜器件的密封效果的应用都属于本发明的保护范围。本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。·
权利要求
1.一种消除表面静电的流体压紧封装装置，包括 封装结构，所述封装结构具有第一基板，第二基板，及设置在所述第一基板和所述第二基板之间用于形成至少一腔室的熔料； 辐射源，用于加热所述熔料，使所述熔料与所述第一基板和所述第二基板的连接面处结合，使所述腔室形成气密封装结构； 流体源，所述流体源提供流体束，所述流体束作用于所述第一基板，用于压紧所述第一基板与所述第二基板之间的所述熔料； 其特征在于，所述流体源内还包括离子发生装置，用于激发所述流体束以产生正负离子。
2.如权利要求I所述的流体压紧封装装置，其特征在于，所述离子发生装置是电晕放电装置或光照射型离子发生装置。
3.如权利要求I所述的流体压紧封装装置，其特征在于，所述电晕放电装置是直流放电电晕放电装置或脉冲直流放电电晕放电装置或交流放电电晕放电装置。
4.如权利要求I所述的流体压紧封装装置，其特征在于，所述流体源包括一个或多个喷射头，以及与所述喷射头相连接的喷射流体管路。
5.如权利要求4所述的流体压紧封装装置，其特征在于，所述离子发生装置通过密封绝缘垫圈与所述喷射头连接。
6.如权利要求I所述的封装装置，其特征在于，所述熔料包括低温熔融玻璃料。
7.如权利要求6所述的封装装置，其特征在于，所述熔料进一步包括以下成分中的至少一种有机成膜载体、有机接合剂、分散剂、表面活性剂。
8.如权利要求I所述的封装装置，其特征在于，所述第二基板包含至少一个有机发光器件的像素区域，所述第一基板设置在所述第二基板的像素区域上，所述熔料设置于封装线上，所述封装线位于非像素区域。
9.如权利要求I所述的封装装置，其特征在于，所述第一基板是玻璃基板。
10.如权利要求I所述的封装装置，其特征在于，所述流体束是含非腐蚀性成分的气体束。
11.如权利要求10所述的封装装置，其特征在于，所述气体束是惰性气体束。
12.如权利要求4所述的流体压紧封装装置，其特征在于，所述喷射头为单个或多个点状喷射头、线状喷射头或面状喷射头，所述喷射头的布置方式为单点布置或多点布置。
13.如权利要求12所述的流体压紧封装装置，其特征在于，所述多点布置是线阵排列布置或面阵排列布置。
14.一种消除表面静电的封装方法，包括以下步骤 将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； 设置流体源，用于提供流体束施加力在所述第一基板上； 提供辐射源，在所述流体束提供压力的同时，加热所述熔料，使所述腔室形成气密封装结构； 其特征在于，所述流体源内还包括离子发生装置，用于激发所述流体束以产生正负离子。
全文摘要
本发明提供一种消除表面静电的流体压紧封装装置，包括封装结构，所述封装结构具有第一基板，第二基板，及设置在所述第一基板和所述第二基板之间用于形成至少一腔室的熔料；辐射源，用于加热所述熔料，使所述熔料与所述第一基板和所述第二基板的连接面处结合，使所述腔室形成气密封装结构；流体源，所述流体源提供流体束，所述流体束作用于所述第一基板，用于压紧所述第一基板与所述第二基板之间的所述熔料；其特征在于，所述流体源内还包括离子发生装置，用于激发所述流体束以产生正负离子。
文档编号H01L51/52GK102956832SQ201110241760
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者韦学志, 陈勇辉 申请人:上海微电子装备有限公司