TW201933626A - 可撓式超薄發光體結構及其製作方法 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種可撓式超薄發光體結構，其包括：柔性介電層、形成在所述柔性介電層表面的導電線路層、形成在所述導電線路層上的發光晶片及覆蓋所述發光晶片的封裝層，所述封裝層覆蓋所述發光晶片及填充發光晶片之間的間隙。本發明還涉及一種可撓式超薄發光體結構的製作方法。由此方法製作形成的可撓式超薄發光體結構，能滿足薄型化、可撓曲的需求，可以用於指示燈箱、照明光板、背光模組、廣告燈板等裝置中。

Description

可撓式超薄發光體結構及其製作方法

本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種能用於背光模組的可撓式超薄發光體結構。

隨著光電科技的進步，發光二極體光源的應用也隨之愈加廣泛，諸如指示燈箱、照明光板、背光模組、廣告燈板等應用。無論是何種應用，皆對各類照明、顯示產品造成革命性的變化，顛覆目前所認知的刻板印象。大多數的產品應用均將發光二極體光源朝向超薄化面光源技術發展。

就目前相關技術而言，無論是側投式的光源模組或直下式的光源模組皆存在有部分缺失，例如不具可撓性等。因此，提供一個可撓式光源模組實有其必要性。

有鑑於此，有必要提供一種能夠解決上述技術問題的可撓式超薄發光體結構。

一種可撓式超薄發光體結構，其包括：柔性介電層、形成在所述柔性介電層表面的導電線路層、形成在所述導電線路層上的發光晶片及覆蓋所述發光晶片的封裝層，所述封裝層覆蓋所述發光晶片及填充發光晶片之間的間隙。

一個優選實施方式中，所述封裝層的厚度介於1微米至500微米，所述封裝層的熱膨脹係數與所述介電層的熱膨脹係數一致。

一個優選實施方式中，所述柔性介電層為透明的高分子薄膜，所述柔性介電層的厚度介於5微米至50微米。

本發明是涉及一種可撓式超薄發光體結構的製作方法。

一種可撓式超薄發光體結構的製作方法，其包括步驟：

提供支撐基板，在所述支撐基板的表面形成一層柔性介電層；

在所述柔性介電層的表面形成導電線路層；

在所述導電線路層的表面設置多個發光晶片；

在所述發光晶片的表面形成一層的封裝層，所述封裝層覆蓋所述發光晶片及填充發光晶片之間的間隙；以及

將所述柔性介電層底面的所述支撐基板移除，以得到可撓式超薄發光體結構。

一個優選實施方式中，在形成所述導電線路層之後還包括利用低溫多晶矽技術在所述導電線路層的表面形成電路元件的步驟。

一個優選實施方式中，所述導電線路層是通過濺鍍、氣相沉積或者電鍍的方式形成在所述柔性介電層上，所述導電線路層的厚度為5至50微米。

一個優選實施方式中，該支撐基板是通過彎折分離、蝕刻、鐳射切割或研磨的方式而移除。

一個優選實施方式中，所述柔性介電層為透明的高分子薄膜，所述柔性介電層的厚度介於5微米至50微米。

一個優選實施方式中，所述封裝層的熱膨脹係數與所述介電層的熱膨脹係數一致，且所述封裝層的厚度介於1微米至500微米。

一個優選實施方式中，該封裝層為聚對苯二甲酸乙二醇酯、環氧樹脂、矽氧烷其中之一。

與現有技術相比，本發明提供的可撓式超薄發光體結構的製作方法及由此製作形成的可撓式超薄發光體結構，能滿足薄型化、可撓曲的需求，且能實現雙面出光，可以用於指示燈箱、照明光板、背光模組、廣告燈板等裝置中。

下面結合將結合附圖及實施例，對本發明提供的可撓式超薄發光體結構100製作方法及由此得到的可撓式超薄發光體結構100作進一步的詳細說明。

請參閱圖1至圖7，本發明提供一種可撓式超薄發光體結構100的製作方法，其包括如下步驟：

第一步：請參閱圖2，提供支撐基板10，所述支撐基板10包括相背的上表面12及下表面14，在所述支撐基板10的上表面12形成一層高分子柔性介電層20。

支撐基板10作為後續步驟中所形成結構的機械性支撐，其可為一透明或不透明基板，例如一玻璃基板或者一陶瓷基板。由於支撐基板10不構成最終形成的可撓式超薄發光體結構100產品的一部分，所以支撐基板10可採用成本相對較低的材料，只要其可提供必要的機械性支撐即可。例如，支撐基板10可採用素玻璃而非化學強化玻璃，以降低可撓式超薄發光體結構100的製作成本。

另外，支撐基板10在後續自可撓式超薄發光體結構100上移除後，還可以再重複回收利用，如此，可進一步降低製作成本。值得注意的是，支撐基板10並不限於玻璃，其可以是其他任何可提供機械支撐的合適材料。

在所述支撐基板10的上表面12形成柔性介電層20的方法包括塗布、印刷或者模壓的方式。塗布的方式可以包括刮刀塗覆(Doctor Blade)、旋轉塗布(Spin Coating)。塗布之後再高溫烘烤，使塗布的膜層固化，從而在所述支撐基板10的表面上形成一層耐高溫的柔性介電層20，所述柔性介電層的厚度為5至50微米。

此厚度範圍的柔性介電層20具有良好的機械性能，包括延展性、韌性及熱穩定性，同時柔性介電層20還具有良好的光學特性，例如高穿透率，以用於製作雙面透光的可撓式超薄發光體結構100。

所述柔性介電層20可以是能耐高溫的聚醯亞胺（Polyimide）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯(PC)、聚醚碸(PES)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。此處的高溫是指400度左右的溫度。

優選地，是選擇與支撐基板10的熱膨脹係數較為接近的聚醯亞胺來形成所述柔性介電層20，可以防止柔性介電層20在固化時翹曲、在後續固定發光晶片40的回流焊時翹曲。聚醯亞胺的熱膨脹係數介於：2×10^-5 －3×10^-5 /℃的範圍。

例如，以聚醯亞胺來製作柔性介電層20為例說明，將支撐基板10放置於可移動的平臺上，通過一塗布刀頭或一塗布機將一定配比的溶液塗布於支撐基板上，再加熱烘烤，使部分溶劑揮發和/或使溶液中的部分成分(例如聚合單體或前驅體)產生聚合，從而形成聚醯亞胺薄膜。

也即，由於所述柔性介電層20是通過塗覆、塗布，印刷或者模壓的方式形成，從而能控制所述柔性介電層20的厚度，以使後續形成的可撓式超薄發光體結構100滿足薄型化的需求。由於柔性介電層20的厚度較薄，從而，發光晶片產生的熱量能迅速通過所述柔性介電層散發至外界，不會產生熱量的積聚。

第二步，請參閱圖3，在所述柔性介電層20的表面形成導電線路層30，所述導電線路層30的層數可以為一層，也可以為多層。

導電線路層30可以通過濺鍍(Spattering)、氣相沉積或者電鍍的方式形成在所述柔性介電層20上，每層所述導電線路層30的厚度為5至50微米。

導電線路層30的材料可以是銀、鎳、銅、錫、鋁或前述金屬材料的合金，或者是銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦鎵氧化物(IGO)及銦鎢氧化物(IWO)等透明導電材料。

依次重複在導電線路層30的表面形成柔性介電層20，及在柔性介電層20表面形成導電線路層30的步驟，即可得到多層導電線路層。

請參閱圖4，在形成所述導電線路層30後還包括在柔性介電層的表面形成電路元件32。具體地，可以採用低溫多晶矽（Low Temperature Poly-silicon，LTPS）技術形成所述電路元件32。電路元件32包括用於控制發光晶片發光的控制元件和/或驅動用的開關元件。通過低溫多晶矽技術形成的電路元件32實際上是低溫多晶矽薄膜電晶體，厚度也是可以控制的，比直接在導電線路層30上設置的電路元件的尺寸會進一步縮小，如此，會降低可撓式超薄發光體結構100的厚度。

如果可撓式超薄發光體結構100僅僅用作簡單的照明產品，可以採用開關元件通過穩流、調整電流，以實現出光亮度的調整；如果可撓式超薄發光體結構100需要實現某些控制功能，如控制電流的時域模式或頻率模式對驅動電路進行控制，指示驅動電路調整或改變LED中的電流，可以採用邏輯控制電路元件或智慧控制元件以實現相應的功能。

第三步，請參閱圖4，在所述導電線路層30的表面設置多個發光晶片40，發光晶片40優選地為無機半導體發光晶片，每個發光晶片40的面積為2.5×10⁴ 平方微米。所述發光晶片40與所述導電線路層30電性連接。發光晶片和導電線路層30的電連接方式包括但不限於引線鍵合也可以使用倒裝焊、回流焊(Solder Reflow)等技術。這種回流焊接工藝在220℃-320℃的作業條件下進行，為防止在回流焊時柔性介電層20從所述支撐基板10上翹曲，所以，在最初選擇柔性介電層20的材料時要選擇與支撐基板10的熱膨脹係數更接近的材料來形成所述柔性介電層20。

第四步，請參閱圖5，在所述發光晶片40的表面形成一層的封裝層50，所述封裝層50覆蓋所述電路元件32、發光晶片40及填充電路元件32及發光晶片40之間的間隙。所述封裝層50的厚度介於1至500微米，此厚度範圍的封裝層50能滿足最終形成的發光體結構的薄型化需求。封裝層50可以選用LED封裝領域常用的矽樹脂(silicone；又稱矽氧烷)、環氧樹脂(epoxy)和塑膠。封裝層50能保證發光晶片40所發出的光線能夠發射出去且有效隔絕外界濕氣並保護發光晶片40。優選地是，所述封裝層50的熱膨脹係數與所述柔性介電層20的熱膨脹係數相當。在本實施方式中，所述封裝層50為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，如此，能保證形成的發光體結構具可撓曲特徵的同時不會發生翹曲。

封裝層50可以通過轉移成型(transfer-molding)或是注入成型(inject-molding)等方式形成。

第五步，請參閱圖6，將所述柔性介電層20底面的支撐基板10移除。當該封裝層50硬化後，可以通過彎折分離、蝕刻、鐳射切割或研磨將支撐基板10移除。

在本實施方式中，可以利用鐳射光源60發出的光束掃描所述支撐基板10的下表面14，以移除所述支撐基板10，請參閱圖7，從而得到所述可撓式超薄發光體結構100。

由於所述柔性介電層20是通過在所述支撐基板10的表面塗布高分子材料形成，所述導電線路層30是通過濺鍍、氣相沉積或者電鍍的方式形成，所以，從而可以控制柔性介電層20的厚度及控制導電線路層30的厚度，進而達到控制所述可撓式超薄發光體結構100的厚度。

由於所述柔性介電層20與所述封裝層50均能透射光線，從而，形成的所述可撓式超薄發光體結構100為雙面發光結構。

所述可撓式超薄發光體結構100的整體厚度介於7至600微米之間，所以，所述可撓式超薄發光體結構100能滿足薄型化、可撓曲的需求，可以用於指示燈箱、照明光板、背光模組、廣告燈板等裝置中。

請再次參閱圖7，由上述製作方法製作形成的可撓式超薄發光體結構100包括：柔性介電層20，形成在所述柔性介電層20表面的導電線路層30，形成在導電線路層30表面的電路元件32、發光晶片40，以及形成在發光晶片40表面的封裝層50。電路元件32及所述發光晶片40均與所述導電線路層30電性連接。

所述柔性介電層20的厚度為5至50微米。所述柔性介電層20可以是能耐高溫的聚醯亞胺（Polyimide）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯(PC)、聚醚碸(PES)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。此處的高溫是指400度左右的溫度。由於柔性介電層20是無色透明的，從而，可撓式超薄發光體結構100可以實現雙面出光。

所述導電線路層30的厚度為5至50微米。

所述電路元件32用於控制發光晶片40的發光，在本實施方式中，實施電路元件32為低溫多晶矽薄膜電晶體。

所述封裝層50覆蓋所述電路元件32、發光晶片40及填充電路元件32及發光晶片40之間的間隙。所述封裝層50的厚度介於1至500微米。封裝層50可以選用LED封裝領域常用的矽樹脂(silicone；又稱矽氧烷)、環氧樹脂(epoxy)和塑膠。所述封裝層50的熱膨脹係數與所述柔性介電層20的熱膨脹係數相當。以防止所述可撓式超薄發光體結構100翹曲。

所述可撓式超薄發光體結構100的整體厚度介於7至600微米之間，所以，所述可撓式超薄發光體結構100能滿足薄型化、可撓曲、雙面出光的需求。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限限製本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧可撓式超薄發光體結構

10‧‧‧支撐基板

20‧‧‧柔性介電層

30‧‧‧導電線路層

32‧‧‧電路元件

40‧‧‧發光晶片

50‧‧‧封裝層

60‧‧‧鐳射光源

12‧‧‧上表面

14‧‧‧下表面

圖1是本發明提供的可撓式超薄發光體結構的製作流程圖。

圖2是提供支撐基板及在支撐基板上形成柔性介電層的剖面圖。

圖3是在圖2所示的基礎上形成導電線路層的剖面圖。

圖4是在圖3的基礎上形成發光晶片的剖面圖。

圖5是在圖4的基礎上壓合一層封裝層的剖面圖。

圖6是在圖5的基礎上移除支撐基板的剖面圖。

圖7是最後得到的可撓式超薄發光體結構的剖面圖。

無

Claims (10)

1. 一種可撓式超薄發光體結構，其包括：柔性介電層、形成在所述柔性介電層表面的導電線路層、形成在所述導電線路層上的發光晶片及覆蓋所述發光晶片的封裝層，所述封裝層覆蓋所述發光晶片及填充發光晶片之間的間隙。
2. 如請求項1所述的可撓式超薄發光體結構，其中，所述封裝層的厚度介於1微米至500微米，所述封裝層的熱膨脹係數與所述介電層的熱膨脹係數一致。
3. 如請求項1所述的可撓式超薄發光體結構，其中，所述柔性介電層為透明的高分子薄膜，所述柔性介電層的厚度介於5微米至50微米，所述導電線路層的厚度為5至50微米。
4. 一種可撓式超薄發光體結構的製作方法，其包括步驟： 提供支撐基板，在所述支撐基板的表面形成一層柔性介電層； 在所述柔性介電層的表面形成導電線路層； 在所述導電線路層的表面設置多個發光晶片； 在所述發光晶片的表面形成一層的封裝層，所述封裝層覆蓋所述發光晶片及填充發光晶片之間的間隙；以及 將所述柔性介電層底面的所述支撐基板移除，以得到可撓式超薄發光體結構。
5. 如請求項4所述的可撓式超薄發光體結構的製作方法，其中，在形成所述導電線路層之後還包括利用低溫多晶矽技術在所述導電線路層的表面形成電路元件的步驟。
6. 如請求項4所述的可撓式超薄發光體結構的製作方法，其中，所述導電線路層是通過濺鍍、氣相沉積或者電鍍的方式形成在所述柔性介電層上，所述導電線路層的厚度為5至50微米。
7. 如請求項4所述的可撓式超薄發光體結構的製作方法，其中，該支撐基板是通過彎折分離、蝕刻、鐳射切割或研磨的方式而移除。
8. 如請求項4所述的可撓式超薄發光體結構的製作方法，其中，所述柔性介電層為透明的高分子薄膜，所述柔性介電層的厚度介於5微米至50微米。
9. 如請求項4所述的可撓式超薄發光體結構的製作方法，其中，所述封裝層的熱膨脹係數與所述介電層的熱膨脹係數一致，且所述封裝層的厚度介於1微米至500微米。
10. 如請求項9所述的可撓式超薄發光體結構的製作方法，其中，所述封裝層為聚對苯二甲酸乙二醇酯、環氧樹脂、矽氧烷其中之一。