一種激光封裝設備及其封裝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種激光封裝設備及其封裝方法。
【背景技術】
[0002]近年來,OLED (有機發光二極管,英文全稱:0rganic Light-Emitting D1de)在平板顯示和照明領域的應用越來越廣泛，因此也得到迅速發展。根據OLED的工藝需求，由于OLED芯片的壽命極易受到氧氣，水汽的影響，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，常見的現象就是黑點、pixelshrinkage (象素收縮)和光強度衰減，而封裝除了能夠增強器件的機械強度外，對OLED器件而言，更為重要的是可以隔離外部氧氣和水汽的侵入。按照業界的標準，商用化OLED產品至少須達到工作壽命10000小時，存儲壽命至少50000小時，這就要求水汽滲透率(WVTR)小于10_6g/m2/day,氧氣穿透率(OTR)小于10_5cc/bar/m2/day,對于水氧的滲透率要求高于IXD，因而如何讓蓋板與基板這兩部分工藝銜接更有效率、減少封裝工藝成本以及減少封裝時間以達到最佳的量產速率，已儼然成為封裝工藝及設備技術發展的3大主要目標。
[0003]主流的OLED封裝技術大致可分為以下3種:(I) UV膠邊緣密封；(2)激光玻璃粉封裝；(3)薄膜封裝。其中，第一種封裝方法較簡單，但密封性比較差，需要使用干燥劑作為輔助，因此采用此封裝方式的OLED壽命相對較短；第三種的薄膜封裝成本低，封裝后的成品輕薄，水氧透過率低，主要適用于大尺寸的柔性基底，但這一新興封裝材料并不成熟，其氣密性尚不能滿足OLED電視等較長使用壽命的應用需求；而第二種封裝方法，激光輔助的玻璃粉封裝工藝以其優良封裝氣密性、低溫選擇性及成熟工藝已成為當前OLED封裝的首選工藝。
[0004]現有技術中，激光玻璃粉封裝均使用掃描式封裝方法，沿OLED基板上預燒結的玻璃粉軌跡進行掃描加熱完成封裝。
[0005]其封裝工藝流程為:
[0006]a、玻璃粉膏制備；
[0007]b、通過絲網印刷或點膠設備將玻璃膏涂敷在OLED的封裝玻璃基板表面形成玻璃膏圖案；
[0008]C、通過預燒結將玻璃膏圖案固化在封裝玻璃基板表面；
[0009]d、在封裝玻璃邊緣涂敷預封裝材料(如UV膠)；
[0010]e、在負壓且有N2保護的環境下進行OLED基板與封裝玻璃對疊及預封裝，以保證激光輔助玻璃粉封裝所需要的氣密性要求；
[0011]f、810nm光纖半導體激光束經光束整形后按預設軌跡掃描，并透過與擬封裝的玻璃膏圖案一致的掩模版，聚焦在經預先對疊的OLED上下玻璃基板對之間已預固化的玻璃膏涂敷層上，并通過熱傳導實現激光輔助玻璃粉封裝。
[0012]由于掃描式激光束是一個運動的點熱源，所以該方法存在以下缺點:
[0013]1、設備需要加工與OLED玻璃基板配套大小的掩模版以防止入射光影響OLED的光電極敏感區，并隨封裝圖案的尺寸更換相應掩模版，增加了 OLED的封裝成本；
[0014]2、掃描式封裝使得同一封裝圖案中不同區域產生的非均勻加熱，當掃描速度過大時，冷熱不均會造成熱應力過大，影響OLED封裝良率；
[0015]3、對封裝圖案中的不同區域，如直線區、電極區、轉角區等激光劑量存在區別，這就需要對不同區域進行劑量修正，即改變掃描速度(影響封裝產率)或調整激光功率(激光器需求高)或更改反射率(掩模版的透過率隨空間分布，增加成本)。

【發明內容】

[0016]本發明提供一種激光封裝設備及其封裝方法，以解決現有的激光封裝方法成本高、加熱不均勻等問題。
[0017]為解決上述技術問題，本發明提供一種激光封裝設備，包括:
[0018]激光器，發出激光束；
[0019]擴束準直系統，對所述激光束進行準直擴束；
[0020]勻光系統，對準直擴束的激光束進行勻光處理；
[0021]光束整形系統，對勻光后的激光束進行整形以改變所述激光束的光斑形狀，并出射所述激光束至一基底上的封裝單元的表面，對所述封裝單元進行激光封裝作業；
[0022]基底承載臺，用于承載所述基底；以及
[0023]主控系統，控制所述激光器以及控制所述基底承載臺的運動。
[0024]較佳地，所述激光器為半導體激光器。
[0025]較佳地，所述擴束準直系統采用單透鏡或望遠鏡系統構成。
[0026]較佳地，所述勻光系統采用微透鏡陣列或積分棒。
[0027]較佳地，所述封裝單元包括蓋板、底板以及蓋板與底板之間的封裝用玻璃料。
[0028]較佳地，所述光束整形系統采用二元光學元件，所述二元光學元件將所述勻光系統出射的激光束整形為與所述封裝用玻璃料的位置相對應的光斑。
[0029]較佳地，所述光束整形系統采用微反射鏡陣列單元。
[0030]較佳地，所述微反射鏡陣列單元包括第一反射鏡、微反射鏡陣列以及變換透鏡，所述勻光系統出射的激光束入射到所述第一反射鏡上進行反射，之后入射到所述微反射鏡陣列，最后經過所述變換透鏡產生與所述封裝用玻璃料的位置相對應的光斑。
[0031]較佳地，所述光束整形系統采用光纖束單元。
[0032]較佳地，所述光纖束單元包括耦合鏡頭和光纖束，所述勻光系統出射的激光束入射到所述耦合鏡頭后耦合進入所述光纖束，所述光纖束將該激光束進行分束，產生與所述封裝用玻璃料的位置相對應的光斑。
[0033]較佳地，所述光斑的寬度大于等于所述封裝用玻璃料形成的封裝線的寬度。
[0034]本發明還提供了一種激光封裝方法，應用于如上所述的激光封裝設備中，其包括以下步驟:
[0035]S1:基底傳輸至所述基底承載臺上；
[0036]S2:主控系統控制基底承載臺將基底上的指定封裝單元移動至指定位置；
[0037]S3:封裝單元與光斑對準；
[0038]S4:所述主控系統控制激光器開啟，對指定封裝單元進行封裝，封裝完成后，主控系統控制激光器關閉；
[0039]S5:判斷指定封裝單元是否為基底上的最后一個封裝單元，若是，則基底封裝完畢；若不是，則進入步驟S6;
[0040]S6:主控系統控制基底承載臺帶動基底移動，將基底上的下一個封裝單元移動至指定位置，重復步驟S3至S6，直至基底上的所有封裝單元均完成封裝。
[0041]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0042]1.本發明通過對光束進行整形，從而對封裝圖案中的不同區域進行劑量控制，避免了傳統掃描式方案因轉角速度變化而存在的功率補償問題，進而提高了封裝質量；
[0043]2.本發明通過對光束進行整形對電極區進行保護，實現無掩模封裝，降低了封裝成本；
[0044]3.本發明采用步進式封裝代替傳統掃描式封裝，將點光源封裝變更為面光源封裝，確保均勻加熱的同時提高封裝效率；
[0045]4.在不改變硬件的前提下，能夠適用于多種不同尺寸的封裝圖案的封裝。
【附圖說明】
[0046]圖1為本發明實施例1的激光封裝設備的結構示意圖；
[0047]圖2為本發明實施例1的激光封裝設備中與封裝用玻璃料的位置相對應的光斑形狀；
[0048]圖3為本發明實施例1的激光封裝設備中二元光學元件的應用原理圖；
[0049]圖4為本發明一【具體實施方式】的激光封裝方法的步驟流程圖；
[0050]圖5為本發明實施例2的激光封裝設備的結構示意圖；
[0051]圖6為本發明實施例3的激光封裝設備的結構示意圖；
[0052]圖7為本發明實施例3的激光封裝設備中光纖束的應用原理圖。
[0053]圖中:110-主控系統、120-激光器、130-擴束準直系統、140-勻光系統、150-二元光學元件、250-微反射鏡陣列單元、251-第一反射鏡、252-微反射鏡陣列、253-變換透鏡、350-光纖束單元、351-耦合鏡頭、352-光纖束、353-光纖分束器、160-基底、161-蓋板、162-底板、163-封裝用玻璃料、170-基底承載臺、180-光斑、181-外框、182-內框。
【具體實施方式】
[0054]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加清晰易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。需說明的是，本發明附圖均采用簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
[0055]實施例1
[0056]請參考圖1至圖3，本發明提供的激光封裝設備，包括:主控系統110，以及依次排列的激光器120、擴束準直系統130、勻光系統140、光束整形系統和基底承載臺170，所述主控系統110與所述激光器120和所述基底承載臺170相連，并控制所述激光器120的開啟和關閉以及基底承載臺170在水平方向上的運動。具體的光路走向為:所述激光器120發出的激光束經所述擴束準直系統130進行準直擴束，再經過所述勻光系統140進行勻光處理，以確保入射到所述光束整形系統的光束垂直且均勻，然后該激光束經過所述光束整形系統改變光斑的形狀，最后入射到所述基底承載臺170上放置的基底160上的封裝單元的表面，對所述封裝單元進行激光封裝作業。本發明通過對激光束進行整形，從而對