利用超小型发光二极管电极组件的发光二极管灯的制作方法_5

文档序号:9673164阅读:来源:国知局
应的图案102a、102b的掩膜102放置于光致抗蚀剂101层,并可从 上述掩膜102的上部照射紫外线。 阳187] 之后,可执行通过将未曝光的光致抗蚀剂层浸溃于普通光致抗蚀剂溶液来进行去 除的步骤。由此,如图12的(d)部分所示,可去除将形成电极线的曝光的光致抗蚀剂层部 分。在与上述超小型发光二极管用电极线相对应的图案中,与第一电极线相对应的图案 102a的宽度可W为100皿至50ym,与第二电极线相对应的图案10化的宽度可W为100皿 至50Jim,但并不局限于此。 阳18引之后,如图12的(e)部分所示,可向W电极线掩膜102的形状被去除光致抗蚀剂 层的部分蒸锻电极形成物质103。W第一电极为例,上述电极形成物质可W为选自由侣、铁、 铜、金及银组成的组中的一种W上的金属物质,或者选自由铜锡氧化物(口0,IndiumTin Oxide)、化0:A1及碳纳米管(CNT)导电性聚合物(polymer)复合体组成的组中的一种W上 的透明物质。在上述电极形成物质为两种W上的物质的情况下,优选地,第一电极可W为两 种W上的物质层叠的结构。更加优选地,第一电极可W为铁、金等两种物质层叠的电极。但 是,第一电极并不局限于上述记载。 阳189] 形成上述第一电极和第二电极的物质可相同或相异。上述电极形成物质的蒸锻方 法可W为热蒸锻法、电子束蒸锻法、瓣射蒸锻法及丝网印刷方法等中的一个方法,优选地, 上述电极形成物质的蒸锻方法可W为热蒸锻发,但并不局限于此。 阳190] 如图12中的讯部分所示,在蒸锻上述电极形成物质105之后,利用丙酬、N-甲 基化咯烧酬(l-Methy;L-2-py;r;rolidone,NMP)及二甲亚讽值imethylsulfoxide,DMSO)中 的一种光致抗蚀剂去除剂来去除涂敷于底座基板100的光致抗蚀剂层101,从而可制造出 蒸锻于底座基板100上的电极线103'a(图1中的160a)、103b(图1中的130)。 阳191] 之后,如图12的(g)部分所示,可向在上述制造的第一电极线、第二电极线投入包 括多个超小型发光二极管元件的溶液106、107。可向溶剂107混合多个超小型发光二极管 元件106来制造包括上述多个超小型发光二极管元件的溶液106、107。上述溶液可W为墨 水状或浆料状。 阳192] 上述溶剂107只要是不向超小型发光二极管元件106施加物理、化学损伤,并可使 超小型发光二极管元件的分散、移动更加顺杨,同时还是W气化的方式容易去除的溶剂均 可使用。但是,优选地,上述溶剂107可W为选自由丙酬、水、乙醇及甲苯组成的族中的一种 W上,更加优选地,可W为丙酬。优选地,相对于100重量份的溶剂,超小型发光二极管元件 的含量可W为0.OOl至100重量份。若超小型发光二极管元件的含量小于0.OOl重量份, 则由于与电极相连接的超小型发光二极管元件的数量少,因此很难发挥超小型发光二极管 电极组件的正常功能,为了克服上述困难而有可能存在需多次添加溶液的问题,但随着溶 剂的量过多而使超小型发光二极管元件通过溶液向目的电极线区域之外的位置扩散,存在 安装于电极线中的目标区域的超小型发光二极管元件的数量变少的问题,若超小型发光二 极管元件的含量大于100重量份,则有可能存在各超小型发光二极管元件的移动或整列受 阻的问题。
[0193] 如图12的化)部分所示,投入包括上述多个超小型发光二极管元件106的溶液之 后,为了使多个超小型发光二极管元件同时与上第一电极与第二电极相连接而向电极线施 加电源来使多个超小型发光二极管元件106自动整列。如图12的化)部分,在本发明的优 选一实例包括的超小型发光二极管电极组件所包括的多个超小型发光二极管元件106向 第一电极103'a和第二电极103'b施加电源,由此自动整列的多个超小型发光二极管元 件106同时与第一电极103'a和第二电极103'b相连接。
[0194] 若发光二极管元件为普通发光二极管元件,则可直接通过W物理的方式配置,来 可使发光二极管元件同时与在相同的平面上相隔开的互不相同的电极相连接。例如,可在 平面电极的互不相同的电极之间W手动的方式水平排列普通发光二极管元件。
[0195] 但是,如本发明,由于很难直接W物理的方式配置超小型发光二极管元件,从而存 在无法使超小型发光二极管元件同时与在相同的平面上隔开的互不相同的超小型电极相 连接的问题。并且,若超小型发光二极管元件呈圆筒形状,则有可能存在单纯地向电极投入 超小型发光二极管则不会形成自动整列,并且因超小型发光二极管元件呈圆筒形状而导致 超小型发光二极管元件在电极上滑动的问题。因此,在本发明中通过向电极线施加电源来 使超小型发光二极管元件自动同时与互不相同的两个电极相连接,从而可解决上述问题。
[0196] 优选地,上述电源可W为具有振幅和周期的可变电源,并且,上述电源的波形可W为正弦波或者由非正弦波的波形构成的脉冲波。作为一例,可通过向电极线施加交流电,或 者也可通过W0V、30V、0V、30V、0V、30V的方式每秒向第一电极重复施加1000次的直流电, 并W与第一电极相反的30V、0V、30V、0V、30V、0V的方式每秒向第二电极重复施加1000次的 直流电,从而形成具有振幅和周期的可变电源。
[0197] 优选地,上述电源的电压(振幅)可W为0.IV至1000V,频率可W为10化至IOOGHz。溶剂包括将要经自动整列的超小型发光二极管元件,并向电极线投入上述溶剂,而 上述溶剂可在落到电极上的同时蒸发,由于借助通过两个电极的电位差而形成的电场的诱 导来使电荷W非对称的方式被诱导向超小型发光二极管元件,因此,超小型发光二极管元 件可在与超小型发光二极管元件的两个末端相向的互不相同的两个电极之间进行自动整 列。优选地,可通过向互不相同的两个电极施加5秒钟至120秒钟的电源,来使超小型发光 二极管元件同时与互不相同的两个电极相连接。
[0198] 另一方面,在上述步骤(2)中,同时与第一电极和第二电极相连接的超小型发光 二极管元件的数量(脚可基于在上述步骤(2)中可调节的多个变数。上述变数可W为所 施加的电源的电压(V)、电源的频率(F,Hz)、包括超小型发光二极管元件的溶液的浓度(C, 超小型发光二极管的重量百分比)、两个电极之间的间距狂)、超小型发光二极管的纵横比 (AR,其中AR=H/D,D为超小型发光二极管的直径)。由此,同时与第一电极和第二电极相 连接的超小型发光二极管元件的数量(脚与电压(V)、频率(F)、包括超小型发光二极管元 件的溶液的浓度(C)及超小型发光二极管的纵横比(AR)成正比,并且与两个电极之间的间 距似成反比。
[0199] 运是由于超小型发光二极管元件借助通过两个电极的电位差而形成的电场的诱 导来在互不相同的两个电极之间进行自动整列,电场的强度越大,则可使与电极相连接的 超小型发光二极管元件的数量增加,而且上述电场的强度可W与两个电极的电位差(V)成 正比,并与两个电极之间的间距狂)成反比。 阳200] 接着,在包括超小型发光二极管元件的溶液的浓度(C,超小型发光二极管的重量 百分比)方面,浓度越增加,则可使与电极相连接的发光二极管元件的数量增加。 阳201] 接着,在电源的频率(F,Hz)方面,由于频率会使形成于超小型发光二极管元件的 电荷差不同,因此,若频率增加,则可增加与两个电极相连接的超小型发光二极管元件的数 量。但是,若频率增加至规定值W上,则有可能导致电荷诱导消失,因此,可使与电极相连接 的超小型发光二极管元件的数量减少。 阳202] 最后,在超小型发光二极管元件的纵横比方面,若超小型发光二极管元件的纵横 比变大,则使得基于电场的诱导电荷变大,因此可使更多数量的超小型发光二极管元件整 列。并且,当在可使超小型发光二极管元件整列的空间方面考虑面积有限的电极线时,在超 小型发光二极管元件的长度被固定的状态下,通过使超小型发光二极管元件的直径变小, 从而在纵横比变大的情况下可使与有限的电极线相连接的超小型发光二极管元件的数量 增加。 阳203]本发明存在如下优点,即,可通过调节上述的多种因素来根据目的调节与电极相 连接的发光二极管元件的数量。 阳204] 另一方面,根据本发明的优选另一实例,代替包括超小型发光二极管元件的溶液, 向电极线投入超小型发光二极管元件之后,单独向电极线投入溶剂,并向电极线施加电源 来使超小型发光二极管元件自动整列,W此使超小型发光二极管元件与第一电极与第二电 极相连接。与相电极线投入包括上述超小型发光二极管元件的情况相比,运种方法存在可 将超小型发光二极管元件集中配置于目标电极区域的优点。在向电极线投入包括超小型发 光二极管元件的溶液的情况下,在电极线区域中,可发生超小型发光二极管元件凝聚并仅 配置于电极线区域中的特定部分,或者元件向外围扩散或者无法安装的问题。 阳205] 并且,图12的(i)部分之后,可在超小型法棍二极管元件和第一电极、第二电极相 连接的部分形成金属欧姆层。金属欧姆层可通过如下工序形成,但制造金属欧姆层的工序 并不局限于此,只要是一般的形成金属欧姆层的方法均可使用。 阳206] 首先,可在经上述步骤(2)的超小型发光二极管电极组件的上部涂敷2ym至3ym的光致抗蚀剂。优选地,上述涂敷可W为旋涂、瓣射涂敷及丝网印刷中的一种方法,但并不 局限于此。 阳207] 之后,从超小型发光二极管电极组件的底座基板的下方朝向涂敷光致抗蚀剂的方 向照射紫外线来使除电极上部的光致抗蚀剂层之外的剩余部分的光致抗蚀剂层固化,之后 利用普通的光致抗蚀剂溶剂来去除未被固化的电极上部的光致抗蚀剂层。 阳20引优选地,可在去除光致抗蚀剂的电极上部通过真空蒸锻或电化学蒸锻来涂敷金 或银,或者通过电喷雾(electricspay)来涂敷金纳米晶体或银纳米晶体,但上述蒸锻的 物质和蒸锻方法并不局限于上述记载。优选地,所涂敷的上述金属层的厚度可W为5nm至 100皿,但并不局限于此。 阳209]之后,可利用丙酬、N-甲基化咯烧酬丙酬及二甲亚讽中的一种光致抗蚀剂去除剂 来与光致抗蚀剂一同去除非电极部分的金属层,在执行上述去除步骤之后,通过在500°C至 600°C的溫度下进行热处理来在未涂敷绝缘覆膜的超小型发光二极管元件的两侧末端和电 极之间形成金属欧姆层。
[0210] 如上所述,如图12的(j)部分所示,制造的超小型电极组件(图12i)可体现为设 于支撑体内部的本发明的优选一实例的发光二极管灯。 阳211] 另一方面,本发明的第一实例所包括的超小型发光二极管电极组件可包括绝缘隔 板,W下,对上述绝缘隔板的制造方法进行说明。但是,本发明并不局限于后述的制造方法。
[0212] 具体地,图13为表示本发明的优选一实例的在底座基板100及形成于上述底座基 板100上的电极线形成绝缘隔板107的制造工序的示意图,如上述图12的(f)部分所示, 在制造完蒸锻于底座基板100上的电极线103'a、103'b后可制造绝缘隔板107。
[0213]首先,如图13的(a)部分所示,可在底座基板100及在上述底座基板100上所形 成的电极线l〇3a、103b上形成如图13的化)部分所示的绝缘层104。上述绝缘层104作为 经过后述工序后形成绝缘隔板的层,上述绝缘层104的材质可W为在本发明所属技术领域 通常所使用的绝缘物质,优选地,绝缘物质可W为二氧化娃(Si〇2)、氮化娃(SisNA)、氧化侣 (Al2〇3)、氨氧化给化f〇2)、=氧化二锭灯2〇3)及二氧化铁(Ti〇2)等无机绝缘物和多种透明 聚合物绝缘物中的一种W上。在通过向底座基板100及在上述底座基板100上所形成的电 极线103a、103b上涂敷无机物绝缘层来形成上述绝缘层104的情况下,涂敷方法可采用化 学气相蒸锻法、原子层蒸锻法、真空(vacuum)蒸锻法、电子束蒸锻法及旋涂方法中的一种 方法,优选地,可W为化学气相蒸锻法,但并不局限于此。并且,涂敷聚合物绝缘层的方法可 采用旋涂、瓣射涂敷及丝网印刷等方法中的一种方法,优选地,可W为旋涂,但并不局限于 此,具体的涂敷方法可采用在本发明所属技术领域公知的方法。所涂敷的绝缘层104的厚 度为超小型发光二极管元件的半径的1/2W上,来达到不使超小型发光二极管元件溢出, 并且不对后述工序产生影响,通常,优选地,作为不对后续工序产生影响的厚度,绝缘层104 的厚度可W为0. 1~IOOym,更加优选地,可W为0.3~IOiim。若无法满足上述范围,贝U 会对后续工序产生影响,从而存在很难制造出包括超小型发光二极管电极组件的产品的问 题,若绝缘层104的厚度小于超小型发光二极管元件的直径,则有可能导致通过绝缘隔板 所达到的防止超小型发光二极管元件扩散的效果微弱,并且,有可能存在包括超小型发光 二极管元件的溶液向绝缘隔板W外溢出的问题。
[0214] 之后,可在上述绝缘层104上涂敷致抗蚀剂105 (PR,P化toresist)。上述致抗蚀 剂可W为在本发明所属技术领域通常所使用的致抗蚀剂。将上述致抗蚀剂涂敷于绝缘层 104上的方法可W为旋涂、瓣射涂敷及丝网印刷中的一个,优选地,可W为旋涂,但并不局限 于此,具体的涂敷方法可采用在本发明所属技术领域公知的方法。优选地,所涂敷的光致抗 蚀剂105的厚度大于涂敷为当进行蚀刻时被用作膜的绝缘层的厚度,由此,光致抗蚀剂105 的厚度可W为1~20ym。但是,所涂敷的光致抗蚀剂105的厚度可根据之后的目的而改 变。
[0215] 如上所述,可在绝缘层104上形成光致抗蚀剂105层之后,如图13的(C)部分所 示,将与绝缘隔板的水平截面形状相对应的掩膜106放置于光致抗蚀剂105层,并从上述掩 膜106的上部照射紫外线。
[0216] 之后,可执行通过将曝光的光致抗蚀剂层浸溃于普通光致抗蚀剂溶剂来进行去除 的步骤,由此,如图13的(d)部分所示,可去除与将安装超小型发光二极管元件的电极线的 区域相对应的曝光的光致抗蚀剂层部分。 阳217]接着,可执行通过对去除光致抗蚀剂层而露出绝缘层的区域进行蚀刻来去除所 露出的绝缘层部分的步骤。上述蚀刻可通过湿法刻蚀(wetetching)或干法蚀刻(化y etching)来执行,优选地,可通过干法蚀刻来执行。上述蚀刻法的具体方法可采用在本发明 所属技术领域公知的方法。具体地,上述干法蚀刻可W为等离子蚀刻、瓣射蚀刻、反应离子 蚀刻和反应离子束蚀刻中的一种W上的方法。但是,具体的蚀刻方法并不局限于上述记载。 如图13的(e)部分所示,若去除通过蚀刻露出的绝缘层,则可露出底座基板100及电极线 103a、103b。
[0218]接着,如图13的(f)部分所示,若利用丙酬、N-甲基化咯烧酬丙酬及二甲亚讽中 的一种光致抗蚀剂去除剂来去除涂敷于底座基板100上的光致抗蚀剂105层,则可在底座 基板100上的除实际安装超小型发光二极管元件的区域(图13的(f)部分的P)之外的区 域制造出绝缘隔板104',并可向上述图13的(f)部分的安装区域P投入包括超小型发光 二极管元件的溶液来进行图12的(g)部分的W下工序。
[0219]另一方面,本发明的第二实例提供利用超小型发光二极管电极组件的发光二极管 灯,上述利用超小型发光二极管电极组件的发光二极管灯包括:支撑体,超小型发光二极管 电极组件包括第一电极、第二电极、多个超小型发光二极管元件,上述第一电极形成于上述 底座基板上,上述第二电极W与上述第一电极相隔开的方式形成于与上述第一电极相同的 平面上,上述多个超小型发光二极管元件同时与上述第二电极相相连接,上述超小型发光 二极管元件在外部面包括绝缘覆膜,上述绝缘覆膜至少覆盖活性层部分的整个外部面,上 述绝缘覆膜用于防止因超小型发光二极管元件的活性层和电极线相接触而发生电路短路。 阳220] 将省略与上述本发明的第一实例重复的内容的记载,重点说明与第一实例的区 别。 阳221] 具体地,图14为本发明的另一优选一实例的发光二极管灯的立体图,上述发光二 极管灯包括支撑体300、超小型发光二极管电极组件331、332、333、第1电极310、第11电极 320。 阳222] 优选地,上述支撑体300的材料可W为选自由玻璃、金属、塑料及陶瓷材料组成的 族中的一种W上。但是,并不局限于上述种类。优选地,上述支撑体可W为柔初(flexible) 的支撑体。根据使用场所、目的,可通过柔初的支撑体300来提高发光二极管灯的使用度。 阳223]并未限制上述支撑体300的面积,可根据应用范围为点光源还是面光源来可在微 米到米的单位范围变化。并且,可根据形成于支撑体300上部的超小型发光二极管电极组 件所包括的单位电极面积的面积、超小型发光二极管电极组件的数量及发光二极管灯的使 用目的等来改变。
[0224]上述支撑体300的形状可W为平面形状,可在支撑体300的至少一面涂敷巧光体 层340,上述巧光体层340受到由超小型发光二极管照射的光的激发。 阳225] 具体地,上述巧光体层340可通过涂敷液形成,通过混合根据超小型发光二极管 的发光波长,选自由上述蓝色、黄色、绿色、班巧色及红色巧光体中的一种W上的乙醇类、丙 酬、有机溶剂类等组成的组中的一种W上的溶剂和选自由透明的娃酬粘结剂、聚合物树脂 等组成的族中的一种W上的粘结剂来制备上述涂敷液。相对于100重量份的溶剂,可混合 1. 0重量份至100重量份巧光体来制备上述涂敷液来。可WW选自由旋涂、电喷雾及丝网印 刷等组成的组中的一种方法向包括超小型发光二极管电极组件的支撑体300上部涂敷上 述涂敷液来形成巧光体层340。优选地,上述巧光体层340的厚度可W为1
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