TWI810518B - 膜層塗覆方法 - Google Patents

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Abstract

一種膜層塗覆方法，包含步驟：提供一待塗覆物；提供一遮罩；將該遮罩設置於該待塗覆物之上；將一塗覆材料膜設置於該待塗覆物及該遮罩之上；以及使該塗覆材料膜及該待塗覆物相互靠近，以使該塗覆材料膜藉由該遮罩的圖樣以於該待塗覆物的待塗覆表面區域上形成一塗覆層。

Description

膜層塗覆方法
本發明關於一種膜層塗覆方法及具有光波長轉換層之發光裝置。
發光二極體(Light-emitting diode，LED)具有發光效率高、耗電量少、使用壽命長、及元件體積小等優點，已廣泛應用於各種發光裝置中。LED一般是藉由各種螢光粉以產生不同色光。螢光粉通常是加入樹脂中並攪拌，以使螢光粉可均勻分散於樹脂中。接著，將分散有螢光粉之樹脂與固化劑混合，塗覆發光二極體。然而，為使螢光粉能均勻分散於樹脂中，螢光粉於樹脂內的分佈密度難以提昇。又，於對基板上多個LED同時塗覆樹脂時，易使基板上其他無需塗覆的區域亦被塗覆樹脂，增加螢光粉使用量。且難以對個別的LED進行不同的螢光粉塗覆。
鑑於先前技術中的問題，本發明之一目的在於提供一種膜層塗覆方法，利用遮罩以選擇性地將塗覆材料膜塗覆於待塗覆物上。
根據本發明之膜層塗覆方法包含下列步驟：提供一待塗覆物；提供一遮罩，該遮罩具有一圖樣；將該遮罩設置於該待塗覆物之上，以藉由該圖樣露出該待塗覆物之一待塗覆表面區域；將一塗覆材料膜設置於該待塗覆物及該遮罩之上；以及使該塗覆材料膜及該待塗覆物相互靠近，以使該塗覆材料膜藉由該圖樣以於該待塗覆表面區域上形成一塗覆層。相較於先前技術，該塗覆層的厚度均勻且可控制。該遮罩可提供該待塗覆物選擇性的塗覆，且可節省該塗覆材料膜的用量。於實作上，該塗覆材料膜未塗覆於該待塗覆物上的部分其材 料可回收。
本發明之另一目的在於提供一種發光裝置，具有緊實的光波長轉換粉末層，可提高光轉換效率。
根據本發明之發光裝置包含一基板及複數個發光元件。該基板具有一上表面。該複數個發光元件分隔設置於該上表面上。該發光元件具有一出光表面，該出光表面上覆蓋有一光波長轉換層，該光波長轉換層為一緊實的粉末層且接觸該上表面。該上表面於相鄰兩個發光元件之間具有一淨空區域，未覆蓋有該等粉末層。相較於先前技術，該光波長轉換層可提供較高的光轉換效率，且該淨空區域上沒有光波長轉換層，可節省光波長轉換層的材料。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
1:待塗覆物
1a,1b,1c:待塗覆表面區域
12:基板
122:上表面
122a:淨空區域
14a,14b,14c:發光元件
142:頂表面
144:側表面
2:容置槽
22:液體
22a:液面
24:升降台
3,3a,3b:遮罩
32,32a,32b:圖樣
4,4a,4b:塗覆材料膜
40:光波長轉換粒子
41:懸浮液
42:暫時性載板
43:殘留的膜層
50,51,52,53:塗覆層
60,61,62,63,64:保護層
7,7a:發光裝置
S100,S110,S120,S130,S200,S202,S204,S206,S208,S210,S212,S214,S216:實施步驟
圖1為根據本發明之膜層塗覆方法之流程圖。
圖2為根據第一實施例之膜層塗覆方法之流程圖。
圖3為根據第一實施例之待塗覆物之示意圖。
圖4為根據第一實施例之待塗覆物置入容置槽內之示意圖。
圖5為以懸浮液於液面上形成塗覆材料膜之示意圖。
圖6為利用一暫時性載板以將塗覆材料膜置於液面上之示意圖。
圖7及圖8為藉由移除液體以使塗覆材料膜與待塗覆物相互靠近之示意圖。
圖9為藉由抬升待塗覆物以使塗覆材料膜及待塗覆物相互靠近之示意圖。
圖10為移除遮罩後於塗覆層上形成保護層之示意圖。
圖11為保留遮罩並於塗覆層上形成保護層之示意圖。
圖12為待塗覆物於塗覆所需的塗覆層後形成之發光裝置之示意圖。
圖13為根據第二實施例以遮罩選擇性露出待塗覆物的待塗覆表面區域之示意圖。
圖14為移除遮罩後於塗覆層上形成保護層之示意圖。
圖15為以另一遮罩選擇性露出待塗覆物的另一待塗覆表面區域之示意圖。
圖16為保留遮罩並於塗覆層上形成保護層之示意圖。
圖17為待塗覆物於塗覆所需的塗覆層後形成之發光裝置之示意圖。
請參閱圖1。根據本發明之一膜層塗覆方法用於一待塗覆物上形成一塗覆層。根據該膜層塗覆方法，如步驟S100所示，提供一待塗覆物及一遮罩。該遮罩具有一圖樣。接著，如步驟S110所示，將該遮罩設置於該待塗覆物之上，以藉由該圖樣露出該待塗覆物之一待塗覆表面區域。如步驟S120所示，將一塗覆材料膜設置於該待塗覆物及該遮罩之上。如步驟S130所示，使該塗覆材料膜及該待塗覆物相互靠近，以使該塗覆材料膜藉由該圖樣以於該待塗覆表面區域上形成一塗覆層。藉此，該塗覆層的厚度均勻且可控制。該遮罩藉由該圖樣可提供該待塗覆物選擇性的塗覆，可節省該塗覆材料膜的用量。
第一實施例
請參閱圖2至圖4。根據一第一實施例，該膜層塗覆方法應用於一發光裝置的製造中。於第一實施例中，如步驟S200所示，該膜層塗覆方法提供一待塗覆物1。如圖3所示，待塗覆物1包含一基板12及複數個發光元件14a、14b、14c。基板12具有一上表面122，發光元件14a、14b、14c分隔設置於上表面122上，亦即發光元件14a、14b、14c之間存有空隙。發光元件14a、14b、14c可為LED，但不限於LED。如步驟S202所示，該膜層塗覆方法提供一容置槽2，並於容置槽2內注入一液體22(如圖4所示)。如步驟S204所示，該膜層塗覆方法提供一遮罩3。如圖4所示，遮罩3具有一圖樣32(例如由三個對應發光元件14a、14b、14c之 通孔形成)。如步驟S206所示，將待塗覆物1及遮罩3均置入容置槽2內且沒入液體22中(如圖4所示)。其中，遮罩3設置於待塗覆物1之上，以藉由圖樣32露出待塗覆物1之發光元件14a、14b、14c。發光元件14a、14b、14c均具有一頂表面142及一側表面144，均藉由圖樣32露出。基板12的上表面122圍繞發光元件14a、14b、14c的部分亦藉由圖樣32露出，上表面122其他部分則為遮罩3遮蓋住。其中，頂表面142、側表面144及圍繞發光元件14a、14b、14c的部分上表面122即為待塗覆物1的待塗覆表面區域1a、1b、1c。換言之，發光元件14a、14b、14c位於圖樣32於待塗覆物1上之投影之內。
接著，如步驟S208所示，該膜層塗覆方法藉由將一塗覆材料膜4浮於液體22的液面22a上，以實現將塗覆材料膜4設置於待塗覆物1及遮罩3之上(如圖4所示)。其中，塗覆材料膜4包含複數個光波長轉換粒子40(為簡化圖式，以單層排列表示於圖中，但實作上不以此為限)，其可為螢光粉、量子點等，但不限於螢光粉、量子點。於實作上，可先提供一懸浮液41，其包含溶劑及懸浮在溶劑中的複數個光波長轉換粒子40。如圖5所示，將懸浮液41滴於液體22的液面22a上(例如利用滴管實現)。藉由液體22的表面張力，懸浮液41於液面22a上擴散而使該複數個光波長轉換粒子40成膜狀分佈。其中，溶劑可為醇類、酯類、醚類或其他有類似的機溶劑，液體22可為水或者其他與水的性質類似的液體。
於圖5中，光波長轉換粒子40以懸浮液41的方式於液面22a上形成薄膜，但於實作上亦可以其他方式形成。例如，於步驟S208中，該膜層塗覆方法可提供一暫時性載板42；將塗覆材料膜4放置於暫時性載板42上；將暫時性載板42浮於液體22的液面22a上(如圖6所示)；以及移除暫時性載板42，以使塗覆材料膜4浮於液體22的液面22a上(相當於圖4所示者)。其中，可選用適當的溶劑，以溶解暫時性載板42(例如噴灑)，使得塗覆材料膜4浮於液體22的液面22a上。暫時性載板42可為任何種類的水溶性材料或者非水溶性材料。水溶性材料可為任何 一種水溶性高分子聚合物，例如聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，PVA)。聚乙烯醇是一種固體，可呈白色粉末狀、片狀或絮狀。聚乙烯醇含有許多醇基，具有極性，且可與水形成氫鍵，故能溶於極性的水。聚乙烯醇也可溶於熱的含羥基溶劑如甘油、苯酚等(也就是溶劑可以採用的材料)，但不溶於甲醇、苯、丙酮、汽油等一般有機溶劑(不是溶劑可以採用的材料)。
請回到圖2及圖4，並參閱圖7及圖8。於第一實施例中，如步驟S210所示，該膜層塗覆方法使塗覆材料膜4及待塗覆物1相互靠近，以使塗覆材料膜4藉由圖樣32以分別於待塗覆表面區域1a、1b、1c上形成塗覆層50，塗覆材料膜4於遮罩3上則有殘留的膜層43。其中，藉由移除液體22(例如藉由控制容置槽22之閥(未繪示於圖中)洩流液體22而實現)，以使塗覆材料膜4隨著液面22a下降而接近待塗覆物1，並藉由遮罩3遮蔽的效果，使得塗覆材料膜4對應圖樣32的部分能貼附於待塗覆物1上。於實作上，如圖9所示，亦可藉由抬升待塗覆物1，以使塗覆材料膜4及待塗覆物1相互靠近。其中，於容置槽2內設置可上下升降的升降台24，用以承載待塗覆物1，以實現待塗覆物1的抬升。
請回到圖2及圖8。於第一實施例中，塗覆層50為一光波長轉換層，由相互緊靠的光波長轉換粒子40形成緊實的粉末層，塗覆層50不需要額外的承載材料(例如silicon或epoxy)所承載，光波長轉換粒子40能直接接觸待塗覆表面區域1a、1b、1c。塗覆層50覆蓋頂表面142及側表面144，使得發光元件14a、14b、14c的出光表面無論是在頂表面142或側表面144、或包含兩者，出光表面會被塗覆層50所覆蓋，故塗覆層50能分別轉換發光元件14a、14b、14c發射出來的光線。緊實排列的光波長轉換粒子40有助於提升光轉換效率。
於第一實施例中，如步驟S212所示，移除遮罩3；如步驟S214所示，於塗覆層50上塗覆一層保護材料；如步驟S216所示，固化該層保護材料(例如視該層保護材料特性，施以烘烤、光照或其他固化方法)以形成一保護層60，如圖 10所示(其中同一保護層60覆蓋了整個待塗覆物1，亦即覆蓋了塗覆層50)。由於遮罩3先移除，故在遮罩3上殘留的膜層43可回收再利用。保護層60能使塗覆層50固定於待塗覆物1，並提供塗覆層50保護。於實作上，可採用無機膠作為保護層60。此外，於實作上，亦可不移除遮罩3，同時於塗覆層50及殘留的膜層43上塗覆一層保護材料，該層保護材料經固化即可於各塗覆層50上分別形成一保護層61，如圖11所示；當需對待塗覆物1進行多層塗覆時，此方法有助於縮短整體作業時間。
於第一實施例中，該膜層塗覆方法重覆前述於容置槽2內注入液體22(如步驟S202所示)、放置遮罩3於待塗覆物1上(如步驟S206所示)、將另一塗覆材料膜浮於液體22的液面22a上(如步驟S208所示)、使此塗覆材料膜與待塗覆物1相互靠近以於保護層60上形成塗覆層51(如步驟S210所示)、並於此塗覆層51上形成保護層62(如步驟S212、S214、S216所示)。此時，如圖12所示，發光元件14a、14b、14c上均有塗覆層50、51。藉此，經由前述膜層塗覆後的待塗覆物1可作為一發光裝置7。於實作上，發光元件14a、14b、14c能發射藍光。塗覆層50與塗覆層51成分不同；其中，塗覆層50為紅光的光波長轉換層，塗覆層51為綠光的光波長轉換層，使得發光裝置7能提供白光。故發光裝置7可做成整面陣列式白光背光，例如用於顯示裝置的背光模組中。又，於實作上，發光元件14a、14b、14c上的塗覆層的層數及其成分，可依發光元件14a、14b、14c本身發射的光線波長組成而定。例如，藍光LED搭配黃光的光波長轉換層；紫外光LED搭配紅光、綠光、藍光光波長轉換層。
此外，於第一實施例中，遮罩3藉由圖樣32提供待塗覆物1選擇性的塗覆，因此，於圖12所示之發光裝置7，基板12的上表面122於相鄰兩個發光元件14a、14b(或發光元件14b、14c)之間具有一淨空區域122a，未覆蓋有該等塗覆層50、51。此外，第一實施例雖以於發光元件14a、14b、14c上形成所需的塗覆 層50、51(即光波長轉換層)為例說明該膜層塗覆方法，但實作上亦可將該膜層塗覆方法應用至其他待塗覆物上。例如此待塗覆物包含一基板(例如印刷電路板)及位於該基板上之電子元件(例如主動或被動元件)，藉由該膜層塗覆方法於此電子元件上形成之塗覆層可用作保護此電子元件之用，例如防靜電放電。
另外，於第一實施例中，發光元件14a、14b、14c上的塗覆層50、51均是以該膜層塗覆方法實施，但實作上於發光元件14a、14b、14c上的塗覆層50亦得以其他方法形成，塗覆層51則由該膜層塗覆方法實施。此時，塗覆層50相當於一預塗層，供塗覆層51設置的待塗覆表面區域位於該預塗層的表面。換言之，該膜層塗覆方法亦能對具有一預塗層之待塗覆物實施另一塗覆層的塗覆。
第二實施例
另外，於第一實施例中，發光元件14a、14b、14c上均塗覆相同成分的塗覆層50、51，但實作上亦可使用不同的遮罩以選擇性地於發光元件14a、14b、14c上形成塗覆層，且各塗覆層的成分可以不同。例如，於一第二實施例中，該膜層塗覆方法對發光元件14a、14b塗覆不同成分的塗覆層。為簡化說明及圖式，下文主要說明遮罩3a、3b、塗覆材料膜4a、4b與待塗覆物1之相對設置關係。關於塗覆的其他說明，請參閱前文關於第一實施例及其變化例之相關說明，不另贅述。如圖13所示，於第二實施例中，該膜層塗覆方法將遮罩3a設置於待塗覆物1上，遮罩3a遮蓋住發光元件14b、14c但其圖樣32a露出待塗覆表面區域1a。塗覆材料膜4a設置於待塗覆物1及遮罩3a之上。於塗覆材料膜4a藉由圖樣32a以於待塗覆表面區域1a上形成一塗覆層52後，移除遮罩3a，並於塗覆層52上塗覆一層保護材料，經固化該層保護材料後形成一保護層63，如圖14所示。
接著，如圖15所示，將遮罩3b設置於待塗覆物1上，遮罩3b遮蓋住發光元件14a(及其上的保護層63)、發光元件14c但其圖樣32b露出待塗覆表面區域1b。塗覆材料膜4b設置於待塗覆物1及遮罩3b之上。於塗覆材料膜4b藉由圖樣32b 以於待塗覆表面區域1b上形成一塗覆層53後，在移除遮罩3b之前，亦於塗覆層53上塗覆一層保護材料，經固化該層保護材料後形成一保護層64，如圖16所示。藉此，經由前述膜層塗覆後的待塗覆物1可作為一發光裝置7a，用於顯示器中，如圖17所示。於第二實施例中，發光元件14c能發射出藍光，塗覆層52為紅光的光波長轉換層，塗覆層53為綠光的光波長轉換層，使得發光裝置7a能提供紅光、綠光及藍光，其混合可產生多種色光或白光。故發光裝置7a可做成整面RGB陣列式顯示面板。於實作上，發光元件14a、14b、14c上的塗覆層成分，可依發光元件14a、14b、14c本身發射的光線波長組成而定，不另贅述。此外，於實作上，保護層63、64可包含吸藍材料，可抑制紅光及綠光的色偏。
另外，於第二實施例中，發光元件14a、14b上的塗覆層52、53均是以該膜層塗覆方法實施，但實作上於發光元件14a上的塗覆層52亦得以其他方法形成，塗覆層53則由該膜層塗覆方法實施。此時，塗覆層52相當於一預塗層，於形成塗覆層53時，遮罩3b遮蔽該預塗層。換言之，該膜層塗覆方法亦能對具有一預塗層之待塗覆物實施另一塗覆層的塗覆。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1a,1b,1c:待塗覆表面區域
12:基板
14a,14b,14c:發光元件
2:容置槽
22:液體
22a:液面
3:遮罩
32:圖樣
4:塗覆材料膜
40:光波長轉換粒子

Claims (10)

  1. 一種膜層塗覆方法，包含下列步驟：(a)提供一容置槽；(b)於該容置槽內注入一液體；(c)提供一待塗覆物；(d)將該待塗覆物沒入該液體中；(e)提供一遮罩，該遮罩具有一圖樣；(f)將該遮罩設置於該待塗覆物之上，以藉由該圖樣露出該待塗覆物之一待塗覆表面區域；(g)提供一暫時性載板；(h)將該塗覆材料膜放置於該暫時性載板上；(i)將該暫時性載板浮於該液體的液面上；(j)移除該暫時性載板，以使該塗覆材料膜浮於該液體的液面上且位於該待塗覆物及該遮罩之上；以及(k)使該塗覆材料膜及該待塗覆物相互靠近，以使該塗覆材料膜藉由該圖樣以於該待塗覆表面區域上形成一塗覆層。
  2. 如請求項1所述之膜層塗覆方法，其中於步驟(k)中，藉由移除該液體或抬升該待塗覆物，以使該塗覆材料膜及該待塗覆物相互靠近。
  3. 如請求項1所述之膜層塗覆方法，其中該待塗覆物具有一預塗層，該待塗覆表面區域位於該預塗層的表面。
  4. 如請求項1所述之膜層塗覆方法，其中該塗覆層為一緊實的粉末層。
  5. 如請求項1所述之膜層塗覆方法，其中於該塗覆層形成後，該膜層塗覆方法包含下列步驟：移除該遮罩；以及 於該塗覆層上形成一保護層，覆蓋該塗覆層。
  6. 如請求項1所述之膜層塗覆方法，其中於步驟(f)中，該待塗覆物具有一預塗層，該遮罩遮蔽該預塗層。
  7. 如請求項1所述之膜層塗覆方法，其中該待塗覆物包含一基板及位於該基板上之一電子元件，於步驟(f)中，該電子元件位於該圖樣於該待塗覆物上之投影之內。
  8. 如請求項7所述之膜層塗覆方法，其中該電子元件為一發光元件，該待塗覆表面區域包含該發光元件之出光表面，該塗覆層為一光波長轉換層。
  9. 如請求項8所述之膜層塗覆方法，其中該塗覆層為一緊實的粉末層，包含複數個光波長轉換粒子。
  10. 如請求項8所述之膜層塗覆方法，其中該出光表面包含一頂表面及一側表面。
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