平面显示器封装装置及其封装方法 【技术领域】
本发明涉及一种显示器封装装置及其封装方法，特别是一种平面显示器(flat-panel display，FPD)的封装装置及其封装方法。
背景技术
随着电子技术进步，重量轻、效率高的显示器亦随着蓬勃地发展，而且显示器的体积也随着平面显示器的发展而有效地降低，例如液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(Organic Light-Emitting Display)等，其中，有机发光显示器以其自发光、无视角、省电、制程容易、成本低、高应答速度以及全彩化等优点，使有机发光显示器有极大的应用潜力，可望成为下一代平面显示器的主流。有机发光二极管是一种利用有机官能性材料(organic functional materials)的自发光的特性来达到显示效果的组件。
一般而言，平面显示器通常由一电激发光基板(electroluminescentsubstrate)以及一玻璃基板所封装而成，通常封装电激发光基板与玻璃基板的程序包括以下数个步骤。
请参照图1所示，首先，步骤101提供一玻璃基板，接着步骤102于玻璃基板上涂布封胶，另外，步骤103提供一电激发光基板，以便步骤104压合玻璃基板与电激发光基板。
上述的封装流程可以于一平面显示器封装装置中执行，请参照图2A所示，现有的平面显示器封装装置2包括一工作室(chamber)21、一硬化装置22以及一压合机构23。其中，工作室21具有一密闭空间(airtight space)，其中充满惰性气体来降低水分及氧气的含量，以便防止电激发光基板于封装时受到水分及氧气的破坏，而降低了所制得的平面显示器的耐久性(durability)。硬化装置22通常包含一承载部221以及一紫外光源223，承载部221为一石英板(quartz plate)，其用以承载上述的玻璃基板，紫外光源223位于承载部221下方。压合机构23与硬化装置22相对而设，其一端位于工作室21中且为可移动，而且电激发光基板附着于其上，以便于工作室21中移动。
如图2B所示，在进行步骤101时，玻璃基板31被置放于承载部221上；此时，通常是配合一机械臂(图中未显示)，以便利用机械臂将玻璃基板31移入工作室21中，并且定位于承载部221上。
接着，如图2C所示，在步骤102中，利用一点胶机构(图中未显示)于玻璃基板31上涂布封胶32，其中，封胶32的材质可以是环氧树脂(epoxy)，而其涂布的方式通常分为封闭式与预留通气孔式二种；如图3A所示为封闭式涂布，封胶32于玻璃基板31上形成一封闭的区域，其用以将所制得的平面显示器的受保护部分完全包围；另外，如图3B所示为预留通气孔式涂布，封胶32于玻璃基板31上形成一区域且预留有一个或一个以上地通气孔321，其用以在压合玻璃基板与电激发光基板时，令玻璃基板与电激发光基板之间的气体能够经由通气孔321逸出，此时，封胶32会于压合过程中受到挤压而将通气孔321关闭。
承上所述，封胶32亦可以是于另一点胶装置中涂布于玻璃基板31上，然后再将涂布有封胶32的玻璃基板31移入工作室21中并置放于承载部221上。另外，当于承载部221上置放有玻璃基板31且玻璃基板31上涂布有封胶32时，通常会激活紫外光源223以发出紫外光线，其穿过承载部221及玻璃基板31，然后照射于封胶32上，以便预硬化封胶32。
如图2D所示，在进行步骤103时，电激发光基板33被置放附着于压合机构23的一端；此时，通常是配合一机械臂(图中未显示)，以便利用机械臂将电激发光基板33移入工作室21中，并且设置于压合机构23的一端。一般而言，压合机构23的一端为一真空吸头，其用以吸住电激发光基板33，此外，压合机构23的一端亦可以是一夹具，用以夹持电激发光基板33。
如图2E所示，最后在步骤104中，压合机构23会向下移动以压合玻璃基板31与电激发光基板33，而且玻璃基板31与电激发光基板33之间通过封胶32来黏合。其中，电激发光基板33预先对准玻璃基板31，而压合机构23可以是利用螺旋或是气动等方式来移动；在压合玻璃基板31与电激发光基板33之前，工作室21中会先充满惰性气体，以避免水分或氧气被封于玻璃基板31、封胶32及电激发光基板33之间。
一般而言，在压合玻璃基板31与电激发光基板33之后，通常会激活紫外光源223以发出紫外光线，其穿过程承载部221及玻璃基板31，然后照射于封胶32上，以便硬化封胶32。
然而，在压合玻璃基板31与电激发光基板33的过程中，由于封胶32会受到挤压而向两侧流动，因此会使得玻璃基板31、封胶32及电激发光基板33之间的空间变小，相对地会使得此空间中的压力上升；特别是在进行所制得的组件的高温测试时，此空间中的气体会受热膨胀而使得其间的压力变得更大，结果会产生应力破坏封胶32与玻璃基板31或电激发光基板33之间的黏着力，进而降低了平面显示器的耐久性。
另外，在压合玻璃基板31与电激发光基板33的过程中，玻璃基板31、封胶32及电激发光基板33之间的空间会逐渐变小，而此空间中的气体可能会从封胶32中间逸出，如此将会在封胶32中形成气泡或是虫洞(warm holes)，其为气泡在封胶32中移动所留下的痕迹，如此一来，将会降低封胶32对外界的水分及氧气的阻隔性，亦即是外界的水分与氧气容易经由虫洞或形成气泡处穿过封胶32进入封装面板，进而会影响平面显示器的正常作动。
此外，由于封胶32通常含有挥发性物质，如有机溶剂，此挥发性物质会自封胶32中释出(out gassing)，其可能是平面显示器的有害气体，例如此挥发性物质会破坏电激发光基板33中的电激发光材料，进而导致不发光区域(dark spot)的生成，亦即会影响平面显示器的耐久性。
如上所述，如何提供一种能够有效控制玻璃基板31、封胶32及电激发光基板33之间的压力，避免在封胶32中形成气泡或虫洞，以及能够移除残留的有害气体的平面显示器封装装置及其封装方法，正是当前平面显示器制造业的重要课题之一。
【发明内容】
针对上述问题，本发明的目的为提供一种能够有效控制玻璃基板、封胶及电激发光基板间的压力的平面显示器封装装置及其封装方法。
本发明的另一目的为提供一种避免在封胶中形成气泡或虫洞的平面显示器封装装置及其封装方法。
本发明的又一目的为提供一种能够移除残留的有害气体的平面显示器封装装置及其封装方法。
为达上述目的，依本发明的平面显示器封装装置及其封装方法于封装平面显示器时控制操作环境的压力为减压的状态。
本发明的平面显示器封装装置包括一工作室、一减压操作室以及一压合机构。在本发明中，工作室具有一密闭空间，减压操作室则位于此密闭空间中，并提供一减压的操作环境，压合机构与减压操作室连设，且其一端能够于减压操作室中移动；其中，减压操作室包括一壳体、一硬化装置及一减压装置，壳体与硬化装置形成一操作空间，且此操作空间中设置有一第一基板与一第二基板，第二基板附着在连设于壳体的压合机构的一端，所以第二基板能够随着压合机构的移动于壳体中移动，硬化装置具有一用以承载第一基板的承载部，减压装置用以减压此操作空间，以便形成减压的操作环境来提供给第一基板与第二基板压合之用。
另外，依本发明的平面显示器封装方法包括提供一第一基板、于第一基板上形成一封胶、提供一第二基板、提供一减压的操作环境给第一基板及第二基板、以及压合第一基板与第二基板。在本发明中，第二基板先对准第一基板，且其面向第一基板形成有封胶的一面，然后才进行压合；另外，依本发明的平面显示器封装方法更包括于形成封胶之后将封胶预硬化、以及于压合第一基板与第二基板之后将封胶硬化。
如上所述，由于依本发明的平面显示器封装装置及其封装方法先提供一减压的操作环境然后才进行压合第一基板与第二基板的动作，所以能够有效控制第一基板、封胶及第二基板之间的压力，以防止其间的气体受热膨胀产生过大的压力，来破坏封胶与第一基板或第二基板之间的黏着力；另外，其能够避免在封胶中形成气泡或虫洞，所以能够避免外界的水分与氧气经由虫洞或形成气泡处穿过封胶进入封装面板，而影响平面显示器的正常动作；此外，本发明还能够移除残留的有害气体，以避免此有害气体对平面显示器的电激发光材料的破坏，进而能够防止不发光区域的生成。
【附图说明】
图1为一流程图，显示现有的平面显示器封装方法的流程；
图2A为一示意图，显示现有的平面显示器封装装置的示意图；
图2B～2E为示意图，显示现有的平面显示器封装装置在执行如图1所示的流程的示意图；
图3A为一示意图，显示封闭式涂布封胶的示意；
图3B为一示意图，显示预留通气孔式涂布封胶的示意；
图4为一示意图，显示依本发明较佳实施例的平面显示器封装装置的示意图；
图5为一流程图，显示依本发明较佳实施例的平面显示器封装方法的流程；
图6A～6E为示意图，显示依本发明较佳实施例的平面显示器封装装置在执行如图5所示的流程的示意图。
图中符号说明
101～104 平面显示器封装方法的流程
2 平面显示器封装装置
21 工作室
22 硬化装置
221 承载部
223 紫外光源
23 压合机构
31 玻璃基板
32 封胶
321 通气孔
33 电激发光基板
4 平面显示器封装装置
41 工作室
411 工作平台
412 壳体
413 气氛控制机构
42 减压操作室
421 壳体
422 硬化装置
423 减压装置
424 控制装置
425 承载部
426 紫外光源
43 压合机构
431 升降装置
432 附着部
5 平面显示器封装方法
501～505 平面显示器封装方法的流程
61 第一基板
62 封胶
63 第二基板
【具体实施方式】
以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的平面显示器封装装置及其封装方法，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。
请参照图4所示，依本发明较佳实施例的平面显示器封装装置4包括一工作室41、一减压操作室42以及一压合机构43。
工作室41由一工作平台(basement)411、一壳体412以及一气氛控制机构413所构成。在本实施例中，工作平台411与壳体412形成一密闭空间，且工作平台411与壳体412的材质具有防止紫外光穿透的特性；气氛控制机构413控制输入一惰性气体至此密闭空间中，以便利用惰性气体来降低密闭空间中的水分及氧气含量，所以能够防止所制得的产品于封装时受到水分及氧气的破坏，上述的惰性气体例如为氮气。
减压操作室42，其位于上述的密闭空间中，并提供一减压的操作环境给后续的压合程序。在本实施例中，减压操作室42具有一壳体421、一硬化装置422、一减压装置423以及一控制装置424。其中，壳体421与硬化装置422形成一操作空间；硬化装置422具有一承载部425以及一紫外光源426，承载部425的材质通常为石英玻璃用以承载一平面基板，紫外光源426用以发出一紫外光，当此紫外光照射于一封胶时，可以预硬化或硬化此封胶；减压装置423用以将由壳体421与硬化装置422所构成的操作空间中的空气抽出，以便提供一减压的操作环境，例如是一大气压以下，减压装置423可以是现有的真空泵或可伸缩的真空管所构成；控制装置424与减压装置423信号连接，以便控制减压装置423的运作来调整操作空间中的压力，一般而言，控制装置424能够接收使用者所设定的压力默认值，然后控制激活减压装置423的真空泵，而当操作空间中的压力达到默认值时，便停止减压装置423的真空泵作动。凡熟悉该项技术者都了解，利用减压装置423将操作空间中的气体抽出，不但可以提供一减压的操作环境，还可以有效地将封胶中有害的挥发性物质排除。
压合机构43与减压操作室42连设，且压合机构43的一端能够于减压操作室42中移动。在本实施例中，压合机构43包括一升降装置431以及一附着部432；其中，附着部432位于减压操作室42中，且附着部432设于升降装置431的一端，所以，当升降装置431上下移动时，附着部432能够随着上下移动。升降装置431可以是一滚珠轴承螺杆(ball bearing screw)或是气压式升降杆，附着部432可以是一机械式夹具以便夹住一平面基板，其亦可以是一真空吸头，以便吸附住一平面基板。需注意的是，置放于承载部425上及附着于附着部432上的平面基板可以分别为玻璃基板及有机电激发光基板。
此外，依本发明较佳实施例的平面显示器封装装置4可以更包括一点胶机构(图中未显示)，其用以形成封胶于置放在承载部425上的平面基板。在本实施例中，封胶形成的方式可以是封闭式或是预留通气孔式(如图3A及3B所示)。
为使本发明的内容更容易理解，以下将举一实例，以说明依本发明较佳实施例的平面显示器封装方法5的过程。
如图5所示，首先，步骤501提供一第一基板，接着步骤502于第一基板上形成封胶，另外，步骤503提供一第二基板，然后步骤504提供一减压的操作环境给形成有封胶的第一基板及第二基板，最后步骤505压合第一基板与第二基板。
上述的平面显示器封装方法图5的封装过程可以于前述的平面显示器封装装置4中执行。
请参照图6A所示，在进行步骤501时，第一基板61被置放于承载部425上；在本实施例中，本步骤配合一机械臂(图中未显示)将第一基板61移入工作室41中，并且定位于承载部425上。
接着，如图6B所示，在步骤502中，利用一点胶机构(图中未显示)于第一基板61上形成封胶62。在本实施例中，封胶62的材质可以是环氧树脂，而其形成的方式通常分为封闭式与预留通气孔式二种(如图3A及3B所示)。
承上所述，封胶62亦可以是于另一点胶装置中形成于第一基板61上，然后再将形成有封胶62的第一基板61移入工作室41中并置放于承载部425上。另外，当于承载部425上置放有第一基板61且第一基板61上形成有封胶62时，通常会激活硬化装置422的紫外光源426以发出紫外光线，其穿过承载部425及第一基板61，然后照射于封胶62上，以便预硬化封胶62。
如图6C所示，在进行步骤503时，第二基板63被置放附着于压合机构43的一端；在本实施例中，本步骤配合一机械臂(图中未显示)将第二基板63移入工作室41中，并且设置于压合机构43的一端，即附着部432上。承前所述，附着部432可以是一机械式夹具以便夹住第二基板63，其亦可以是一真空吸头以便吸附住第二基板63。
如图6D所示，在步骤504中，首先壳体421先向下移动至接触硬化装置422，所以壳体421与硬化装置422能够形成一操作空间并将第一基板61、封胶62及第二基板63容置于此操作空间中。需注意的是，在下移壳体421之前，通常会先利用气氛控制机构413输入惰性气体至工作平台411与壳体412所形成的密闭空间中，以便利用惰性气体来降低密闭空间中的水分及氧气含量。
然后，控制装置424依据所接收的压力默认值，例如是100至600托(torr)，来控制激活减压装置423的真空泵，将由壳体421与硬化装置422所构成的操作空间中的空气抽出，以提供一减压的操作环境。如前所述，在此所抽出的气体包括预先充满于密闭空间中的惰性气体，以及自封胶中挥发出的有害气体。
如图6E所示，最后在步骤505中，压合机构43会向下移动以压合第一基板61与第二基板63，而且第一基板61与第二基板63之间通过封胶62来黏合。在本实施例中，第二基板63预先对准第一基板61，而压合机构43可以是利用螺旋方式或是气动方式来向下移动。一般而言，在压合第一基板61与第二基板63之后，通常会激活硬化装置422的紫外光源426以发出紫外光线，其穿过承载部425及第一基板61，然后照射于封胶62上，以便硬化封胶62。
承上所述，在平面显示器封装方法图5中，位于第一基板61、第二基板63及封胶62所形成的空间中的压力可以由控制装置424所控制，所以当完成压合程序之后，在此空间中的压力会小于利用现有方式所制得的组件，通常为略大于760托，即略大于1atm；因此，即使在进行所制得的组件的高温测试，而此空间中的气体会受热膨胀时，此空间中的气体压力不会过大，所以封胶62与第一基板61或第二基板63之间不会因应力而被破坏。
此外，在本实施例中，第一基板61及第二基板63可以分别是一保护基板(cover substrate)及一电激发光基板(electroluminescentsubstrate) 另外，第一基板61及第二基板63亦可以分别是一电激发光基板及一保护基板。上述的保护基板例如是一玻璃基板，而电激发光基板例如是一有机电激发光基板。
综上所述，由于依本发明的平面显示器封装装置及其封装方法是先提供一减压的操作环境然后才进行压合第一基板与第二基板的动作，所以能够有效控制第一基板、封胶及第二基板之间的压力，以防止其间的气体受热膨胀产生过大的压力，来破坏封胶与第一基板或第二基板之间的黏着力，进而能够加强所制得的平面显示器的耐久性；另外，本发明能够避免在封胶中形成气泡或虫洞，所以能够避免外界的水分与氧气经由虫洞或形成气泡处穿过封胶而影响平面显示器的正常作动；再者，本发明还能够移除残留的有害气体，以避免此有害气体对平面显示器的电激发光材料的破坏，进而能够防止不发光区域的生成，并加强所制得的平面显示器的耐久性。
以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求书的范围中。