CN110121790A - 使用uv压印技术制造透明发光装置的方法和透明发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供通过UV压印形成集成金属网电路图案，使得最大限度地减少大面积高分辨率透明发光装置的制造过程中的工序，最大限度地提高生产性的使用UV压印技术制造透明发光装置的方法和透明发光装置。

Description

使用UV压印技术制造透明发光装置的方法和透明发光装置
技术领域
本发明涉及一种使用UV压印技术制造透明发光装置的方法和透明发光装置，更具体地，涉及通过UV压印形成集成金属网电路图案，使得最大限度地减少大面积高分辨率透明发光装置的制造过程中的工序，最大限度地提高生产性的使用UV压印技术制造透明发光装置的方法和透明发光装置。
背景技术
通常，使用发光二极管LED的发光装置具有低功耗和长寿命的优点，并且用于大型户外显示板、小型室内显示板或各种宣传设施。
另一方面，发光二极管通常安装在不透明的PCB上，但是，当发光二极管安装在车窗或商店橱窗上时，可见性被不透明的PCB遮挡，从而无法确保内部和外部的可视性，导致使用者不便的问题。
为了解决该问题，已经开发并使用了能够通过将LED元件安装在其上形成有透明电路层的基板上来确保透明性的透明发光装置。
然而，现有的透明发光装置通过沉积如ITO、IZO、ZnO等的氧化物或银纳米线作为用于电流传导的先前工艺，然后形成电路图案，或者其上形成有电路图案的透明基板必须堆叠并层压在另一透明基板上。因此，形成电路图案的过程变得复杂并且生产率降低。
此外，在现有的透明发光装置的情况下，柔性电路板FPCB被设计成向外粘合超过面板的边缘。
在这种情况下，柔性电路板的端部被提升，并且柔性电路板的引脚可能从电路图案脱落，由于没有按压引脚和电路图案，柔性电路板的中间可能会断开并且可能发生断线。
发明内容
要解决的技术问题
本发明是鉴于所述诸多问题而提出的，其目的在于，提供一种能够通过UV压印技术快速压印集成电路图案，并用导电材料填充电路图案来形成金属网状的电路的制造透明发光装置的方法和透明发光装置。
本发明的另一目的在于，提供一种使用模具快速压印集成电路图案，最大限度地减少大面积高分辨率透明发光装置的制造过程中的工序，最大限度地提高生产性的制造透明发光装置的方法和透明发光装置。
技术方案
为了实现所述目的，根据本发明实施例的使用UV压印技术制造透明发光装置的方法包括：形成基板层的步骤；通过模具在位于所述基板层上方的树脂层上形成电路图案的步骤；以及在所述树脂层上安装和焊接LED元件的步骤。
在一个实施例中，形成所述电路图案的步骤包括以下步骤：通过位于所述模具下侧的模具引脚压制所述树脂层以压印电路图案的步骤；用紫外线照射压印的所述电路图案以固化所述树脂层的步骤；以及通过在去除所述模具后在所述电路图案内部填充液体导电材料来形成金属网状的电路图案的步骤。
在一个实施例中，安装和焊接所述LED元件的步骤包括以下步骤：在所述电路图案形成用于安装LED元件的安放槽的步骤；将LED元件放置在所述安放槽中的步骤；以及焊接所述LED元件的电极端子以电连接到导电材料的步骤；以及使用ACF接合技术将用于向所述导电材料施加电力的柔性电路板FPCB接合到所述电路图案的步骤。
在一个实施例中，使用ACF接合技术将所述柔性印刷电路板FPCB接合到所述电路图案的步骤可以包括：将印刷在柔性电路板FPCB上的引脚定位成面向所述电路图案的上侧的步骤；以及通过使用超声波ACF接合技术或热压ACF接合技术接合与所述引脚的一侧端部面向的所述电路图案的相对面的步骤。
在一个实施例中，使用ACF接合技术将所述柔性电路板FPCB接合到所述电路图案的步骤可以包括用于去除所述柔性印刷电路板的整个区域中除了印刷所述引脚的剩余区域的步骤。
在一个实施例中，本发明还可包括层压覆盖层以防止异物渗透到所述基板层上的步骤。
在一个实施例中，根据本发明另一实施例的透明发光装置包括：基板层、设置在所述基板层上的树脂层、通过模具在所述树脂层上形成电路图案以及安装并焊接在所述树脂层上的一个以上的LED元件。
在一个实施例中，所述电路图案通过位于所述模具下部的模具引脚压印在所述树脂层上，使得用于形成金属网状的图案的液体导电材料填充在内侧，并且所述树脂层可以通过紫外线照射被固化。
在一个实施例中，在所述树脂层可以设置有用于安装所述LED元件的安放槽，并且安装在所述安放槽上的LED元件的电极端子可以被焊接以电连接到所述导电材料。
在一个实施例中，用于向填充的所述导电材料供电的柔性电路板FPCB接合到所述电路图案，并且将印刷在柔性电路板FPCB上的引脚定位成面向所述电路图案的上侧，并且与所述引脚的一侧端部面向的所述电路图案的相对面相互接触的状态下，通过使用超声波ACF接合技术或热压ACF接合技术接合所述相对面，并且去除所述柔性电路板FPCB的整个区域中除了印刷所述引脚的剩余区域。
在一个实施例中，在所述基板层上设置用于防止异物渗透的覆盖层。
有益效果
根据本发明的一个方面，通过将液体导电材料填充在压印的集成电路图案中以形成金属网状的电路，从而最大限度地减少大面积高分辨率透明发光装置的制造过程中的工序，最大限度地提高生产性。
根据本发明的一个方面，在压印的电路图案上填充具有优异的薄层电阻和高透射率的银奖金属网，从而最大限度地减少挡住玻璃窗等透明附着区域的视野的现象。
此外，根据本发明的一个方面，由于柔性电路板FPCB的引脚接合到内侧而不是突出到面板的外部，因此，即便柔性电路板的末端被提升也可以牢固地保持引脚和电路图案之间的接触。
尤其，根据本发明的一个方面，由于柔性电路板FPCB的引脚与电路图案之间的接触牢固地保持，因此可以提前防止柔性电路板的中间被断开的现象，从而具有机械部稳定性。
附图说明
图1是示出在根据本发明一实施例的使用UV压印技术制造透明发光装置的方法中形成基板层的步骤的视图。
图2是依次示出在根据本发明一实施例的使用UV压印技术制造透明发光装置的方法中形成电路图案和安装LED元件120的步骤的视图。
图3是示意性地示出根据本发明的透明发光装置100的形状的视图。
图4是示出通过使用ACF接合技术将柔性电路板FPCB接合在电路图案上的过程的视图。
图5是示出柔性电路板接合到电路图案上的状态的视图。
图6是示意性地示出由本发明形成的金属网图案的形状的图。
具体实施方式
在下文中，将描述本发明的优选实施例以便于理解本发明。然而，提供以下实施例仅仅是为了更容易理解本发明，并且本发明不受这些实施例的限制。
图1是示出在根据本发明一实施例的使用UV压印技术制造透明发光装置的方法中形成基板层的步骤的视图，图2是依次示出在根据本发明一实施例的使用UV压印技术制造透明发光装置的方法中形成电路图案和安装LED元件120的步骤的视图。
如图1所示，图1是示出依次形成基板层110的步骤的图，基板层110包括安装在透明基板层110a及所述透明基板层110a的上侧的树脂层110b。
透明基板层110a可以形成为具有约0.3cm至2cm的厚度，以便形成可以安装稍后描述的LED元件120的空间。透明基板层110a可以由软塑料材料制成，例如丙烯酸、PC(聚碳酸酯)、PET或玻璃制成。
此时，若透明基板层110a的厚度小于0.3cm，则基板层110可能过度弯曲而导致产品缺陷。相反，当厚度超过2cm时，透明发光装置100的厚度和体积的增加不仅会降低灵活性，还会导致对曲面等的非平面环境的安装限制，因此，需要注意。
另一方面，当模具1向下下降并且设置在模具1的下侧的电路图案形状的模具引脚2挤压树脂层110b的上表面时，树脂层110b的上表面可以以与所述模具引脚2的电路图案对应的形状压印。
当模具1向上提升时，对应于所述模具引脚2的电路图案的阴刻电路图案110c可以形成在树脂层110b的上表面上，当形成与模具1的模具引脚2对应的电路图案的状态下照射UV光时，所述树脂层110b固化。
如图2所示，图2是示出在通过图1形成的阴刻电路图案110c上实际形成电路图案并依次安放和安装LED元件120的过程的视图。
如图1所示，通过将紫外线UV照射到压印有阴刻电路图案110c的基板层110上来固化树脂层110b，所述阴刻电路图案110c通过此过程被固化。
然后，将模具1沿树脂层110b的向上方向移动并移除之后，将液体导电材料(例如，金、银或铜等)填充在所述阴刻电路图案110c的内部。因此，形成对应于阴刻电路图案110c的金属网状阳刻电路图案110d。
此时，阳刻电路图案110d可以是具有优异的薄层电阻和良好的透射率的金属网材料。金属网可以是基于银膏的金属网、铜基金属网，或基于通过沉积铝或铜的光处理的金属网。
因此，当通过导电材料的填充过程形成阳刻电路图案110d，当安放及安装LED元件120时，形成LED元件120的电极端子120a被焊接的结构。
此时，填充方法如下。
将预定量的导电材料提供到树脂层110b的一侧，然后通过刀片沿一个方向挤压以填充电路图案。此后，通过干洗除去埋在除电路图案之外的区域中的导电材料。此后，通过热硬化使导电材料固化，此时的热量逐渐以低温供应，从而可以使导电材料的缺陷最小化。
然后，形成用于将LED元件120安放在树脂层110b的内部和透明基板层110a中的安放槽110e，然后将LED元件120安放在安放槽110e中。然后执行焊接以通过引线110f电连接LED元件120的电极端子120a和阳刻电路图案110d。
因此，通过图2的整个过程在基板层110上形成阳刻电路图案110d，并且在安装LED元件120之后，LED元件120的电极端子120a焊接到阳刻电路图案110d后通过引线110f相互电连接。
另一方面，参照图2，安装在安放槽110e上的LED元件120的发光表面120b向下形成。
即，设置在最下侧的粘合剂层140可以粘附到玻璃壁，或玻璃表面等，并且LED元件120的发光表面120b定位成自然地面对粘合剂层140。
当本发明的LED元件120沿相反方向(发光表面120b面对粘合剂层140的方向)附着到形成在树脂层110b及透明基板层110a的内侧方向插入。
因此，使用根据本发明的UV压印技术制造透明发光装置的方法可以参考LED装置120被反转的压印过程。
同时，用于向导电材料供电的柔性电路板FPCB可以接合到具有使用ACF接合技术形成的电路图案的透明发光装置。其中，柔性电路板可以指的是配置为包括多个引线和多个引脚的柔性电缆。而且，柔性电缆的末端可以电连接到电路图案的导电材料。
这将参考稍后将描述的图4和图5更详细地描述。
接下来，将参考图3示意性地描述根据本发明的透明发光装置100的形状。
参照图3，透明发光装置100形成为使得图1和图2中所示的透明基板层110a和树脂层110b具有大面积，然后在内侧形成多个LED元件120。
因此，可以实现能够覆盖所有宽范围的建筑物玻璃窗，公共汽车站窗或车窗玻璃的LED电子广告牌。另外，透明基板层110a和树脂层110b都是透明的(例如，不仅透射100％的光，而且还具有预定水平或更高的透射率，因此提供内外部的透明性)，因此，能够解决透明发光装置本身阻挡视线或阻挡透明性的问题。
如图1和2所示，位于透明基板层110a上的树脂层110b定位在透明发光装置100上。
在树脂层110b上以预定的排列规则地安装多个LED元件120。尤其，在透明发光装置100的一侧通过ACF接合技术接合用于向填充在电路图案中的导电材料施加电力的柔性电路板FPCB。
透明发光装置100的数量可以根据安装表面的面积而不同。因此，多个透明发光装置100可用于大面积安装表面，并且一个或两个透明发光装置100可用于窄区域安装表面。
另一方面，透明基板层110a可以由柔性塑料材料制成，例如丙烯酸、PC或PET。此时，即使透明发光装置100弯曲，下部LED元件120也可以发光，即使当安装表面不平坦时，在一定程度上弯曲成平缓的弯曲状态下透明发光装置100也可以保持发光状态。
而且，在一个实施例中，绝缘层(未示出)插入在根据本发明制造的透明发光装置100的透明基板层110a和树脂层110b之间。绝缘层可以由聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、玻璃环氧树脂、氧化铝或氮化硅(Si3N4)等的材料形成。可以通过溅射或电子束沉积来沉积绝缘层。
另外，在一个实施例中，可以在所述绝缘层(未示出)的两侧形成无溶剂粘合剂层(未示出)。在这种情况下，无溶剂粘合剂层可以是无气泡的无溶剂粘合带。
同时，在通过使用根据本发明实施例的UV压印技术制造透明发光装置的方法形成的金属网图案的情况下，可以根据金属网间隔确定透光率。
例如，当以0.1mm的间距形成宽度为0.004mm的金属网时，透明发光装置100的透光率可以确定为约80％。或者，金属网以0.05mm的间隔形成时，透明发光装置100的透光率可以确定为约75％。
作为另一个例子，当金属网以0.02mm的间隔形成时，透明发光装置100的透光率可以确定为约50％。
即，随着金属网间隔变得更窄(更细密)，电阻值变低而透光率降低。相反，随着金属网间隔变宽(变得更宽)，电阻值变得更高并且透光率变得更高。
在本发明中，为了将透明发光装置100的透光率确定为约80％，将金属网之间的距离设定为约0.1mm，然而，这不是限制数值，考虑到透明发光装置100的透光率可以以任何方式改变的数值。
尤其，在本发明中，通过控制金属网线的数量，可以使LED元件120的电阻值相同，这将参考图6更详细地描述。
柔性电路板通过超声波ACF接合技术或热压ACF接合技术接合到透明发光器件100的一个边缘。此时，柔性电路板和电路图案可以通过多个引脚电连接，并且多个引脚可以类似地设置在柔性电路板和电路图案连接到的另一侧上。
图4是示出使用ACF接合技术将柔性印刷电路板FPCB接合在电路图案上的过程的视图，图5是示出柔性电路板接合到电路图案上的状态的视图。。
如图4和5所示，由于柔性电路板可以以超薄形式制造，即使透明发光装置附接到玻璃表面等的安装表面，也不会发生由柔性电路板一侧被浮起的现象。
尤其，由于柔性电路板薄，轻且柔韧，因此即使在狭窄的空间中也可以稳定地向透明发光装置的LED装置供电。此外，可以解决现有的笨重配线引起的问题。
柔性电路板的ACF接合过程如下。
参照图4，在一侧印刷有包括引脚(或引线)的柔性电缆的柔性电路板放置在电路图案的上侧，并且定位成面向电路图案的上侧(S401)。
此时，在柔性电路板的整个区域中印刷柔性电缆和引脚的区域可以向外定位以便偏离电路图案的边缘，或者可以定位成面向电路图案的内部方向。
接下来，使柔性电缆和引脚的印刷区域和电路图案彼此接触。此时，印刷引脚的区域和电路图案的边缘区域彼此接触(S402)。
此时，印刷引脚的区域指的是引脚和电路图案彼此电连接的连接点(或通过多个引脚布置的接合面)。
接下来，将超声波ACF接合或热压ACF接合适用于引脚和电路图案之间的连接点(或接合面)(S403)。
在这种情况下，在一个实施例中，超声波ACF接合或热压ACF接合可以应用于引脚和电路图案之间的接合面，或者超声波ACF接合或热压ACF接合可以选择性地仅适用于与引脚(或引线)的形状相对应的区域。
在另一方面，包括在柔性电路板中的引线的数量可以根据安装的LED元件120的数量、透明发光装置100的尺寸和面积等而变化。因此，应该注意柔性电路板的宽度和长度可以根据需要改变。
接着，在柔性电路板的整个区域去除除了柔性电缆和引脚的印刷区域之外的不必要的剩余区域(称为柔性电路板的虚设区域)(S404)。
在上述工艺基础上形成的电路图案与柔性电路板之间的超声波ACF接合或热压ACF接合的结果示于图5中。
如图5a所示，图5a示出了在引脚与电路图案的边缘接触并且柔性电缆定位在超过电路图案的边缘的状态下超声波ACF接合或热压ACF接合的应用方式。
在图5a的情况下，引脚与电路图案的边缘ACF接合并电连接，然而，当柔性电缆弯曲时，接合面被浮起或者柔性电缆的中间部分被断开，从而透明发光装置出现缺陷。
如图5b所示，图5b是引脚与电路图案的边缘接触的状态下，利用ACF接合方式柔性电缆不会超过电路图案的边缘，而是面对电路图案的上侧的图。
其中在柔性电缆被定位的状态下施加ACF接合，以便不在电路图案的边缘之外但在电路图案的上侧。
在图5b的情况下，引脚通过ACF接合与电路图案的边缘电连接，并且柔性电缆的末端指向电路图案的中心。
因此，即使柔性电缆弯曲，引脚和电路图案之间的接合状态也不会受到影响，并且当引脚接合到电路图案时，柔性电缆可以在稳定地形成圆形值的同时弯曲。
即，根据本发明，可以选择性地应用图5a和5b的方式。
在一个实施例中，用于防止异物渗透的覆盖层130可以形成在透明发光装置100的基板层110的外侧(更具体地，在上侧)。因此，可以防止从外部流入LED元件120的异物或污染物污染透明发光装置100的外侧(更具体地，LED元件120和电极端子120a被焊接的区域)的现象。
在一个实施例中，粘合剂层140可以沿着透明基板层110a的下侧表面的外周表面形成，并且粘合剂层140可以涂覆有能够多次可拆卸地附接到其上的粘合材。此时，使用的粘合剂层140的粘合剂材料不受限制。
此时，透明发光装置100可以通过沿着透明基板层110a的下侧表面上的外周表面具有预定区域的粘合剂层140的粘合力附着到玻璃壁、玻璃表面等。此时，由于LED元件120朝向设置有所述粘合剂层140的方向发光，因此，可以在与所述透明发光装置100所附着的相反方向上视觉识别LED元件120的发光状态。
图6是示意性地示出由本发明形成的金属网图案的形状的图。
参照图6，宽度约0.004mm的金属网以约0.1mm的间隔紧密地形成金属网图案。
此时，沿着金属网图案的横向方向形成蚀刻区域。在分别蚀刻区域之间形成的金属网图案的面积可以根据金属网的数量而彼此不同。
例如，在位于最下侧的第一蚀刻区域和位于上侧的第二蚀刻区域之间位有对应于一条的金属网。在位于第二蚀刻区和第三蚀刻区之间位有对应于两条的金属网，在位于第三蚀刻区和第四蚀刻区之间位有对应于三条的金属网。
即，随着蚀刻区域之间的距离增加，位于期间的金属网的数量增加。随着金属网的数量增加，金属网图案的面积增加。
因此，随着金属网的数量增加电阻值增加，整个金属网图案的面积也一起增加，从而可以保持电阻值。
假设蚀刻区域是LED元件所在的位置，随着LED元件之间的距离增加，位于LED元件之间的金属网的数量增加。因此，金属网图案的面积随着金属网的数量的增加而增加，从而可以保持LED元件之间的电阻值。
在LED元件之间形成的金属网的数量不限于上述数值。
虽然已经参考本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，然而应该理解为对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神或范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。

Claims (10)

1.一种使用UV压印技术制造透明发光装置的方法，其特征在于，包括：
形成基板层的步骤；
通过模具在位于所述基板层上方的树脂层上形成电路图案的步骤；以及
在所述树脂层上安装和焊接LED元件的步骤。
2.根据权利要求1所述的使用UV压印技术制造透明发光装置的方法，其特征在于，形成所述电路图案的步骤包括以下步骤：
通过位于所述模具下侧的模具引脚压制所述树脂层以压印电路图案的步骤；
用紫外线照射压印的所述电路图案以固化所述树脂层的步骤；以及
通过在去除所述模具后在所述电路图案内部填充液体导电材料来形成金属网状的电路图案的步骤。
3.根据权利要求1所述的使用UV压印技术制造透明发光装置的方法，其特征在于，安装和焊接所述LED元件的步骤包括以下步骤：
在所述电路图案形成用于安装LED元件的安放槽的步骤；
将LED元件放置在所述安放槽中的步骤；以及
焊接所述LED元件的电极端子以电连接到所述导电材料的步骤；以及
使用ACF接合技术将用于向所述导电材料施加电力的柔性电路板FPCB接合到所述电路图案的步骤。
4.根据权利要求3所述的使用UV压印技术制造透明发光装置的方法，其特征在于，使用ACF接合技术将所述柔性印刷电路板FPCB接合到所述电路图案的步骤可以包括：
将印刷在柔性电路板FPCB上的引脚定位成面向所述电路图案的上侧的步骤；以及
通过使用超声波ACF接合技术或热压ACF接合技术接合与所述引脚的一侧端部面向的所述电路图案的相对面的步骤。
5.根据权利要求4所述的使用UV压印技术制造透明发光装置的方法，其特征在于，使用ACF接合技术将所述柔性电路板FPCB接合到所述电路图案的步骤可以包括用于去除所述柔性印刷电路板的整个区域中除了印刷有所述引脚的剩余区域的步骤。
6.一种透明发光装置，其特征在于，包括：
基板层；
树脂层，设置在所述基板层的上侧；
电路图案，通过模具形成在所述树脂层上；以及
一个以上的LED元件，安装并焊接在所述树脂层上。
7.根据权利要求6所述的透明发光装置，其特征在于，所述电路图案通过位于所述模具下部的模具引脚压印在所述树脂层上，使得用于形成金属网状的图案的液体导电材料填充在内侧，并且所述树脂层通过紫外线照射被固化。
8.根据权利要求7所述的透明发光装置，其特征在于，在所述树脂层设置有用于安装所述LED元件的安放槽，并且安装在所述安放槽上的LED元件的电极端子被焊接以电连接到所述导电材料。
9.根据权利要求7所述的透明发光装置，其特征在于，用于向填充的所述导电材料供电的柔性电路板FPCB接合到所述电路图案，并且将印刷在柔性电路板FPCB上的引脚定位成面向所述电路图案的上侧，并且与所述引脚的一侧端部面向的所述电路图案的相对面相互接触的状态下，通过使用超声波ACF接合技术或热压ACF接合技术接合所述相对面，并且去除所述柔性电路板FPCB的整个区域中除了印刷所述引脚的剩余区域。
10.根据权利要求6所述的透明发光装置，其特征在于，在所述基板层上设置用于防止异物渗透的覆盖层。
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