CN103208239A - 带有遮光薄膜的led显示单元板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有遮光薄膜的LED显示单元板，该单元板包括LED显示模块，透明面罩和遮光层；所述透明面罩为透明封装胶体，LED显示模块的LED晶元嵌入透明封装胶体内；遮光层包含第一偏振片和第二偏振片，两片偏振片对应于LED晶元的位置开有窗口；第一偏振片和第二偏振片放置于线路板前表面与透明封装胶体后表面之间；且两者偏振方向相互垂直；或者第一偏振片放置于线路板前表面与透明封装胶体后表面之间，其对应于LED晶元的位置开有窗口，第二偏振片粘贴于透明封装胶体的前表面。本发明显示单元具有极高的对比度，同时省去了传统的遮光面罩和打孔工艺，简化了生产工序，降低了成本，同时有利于像素间距的进一步缩小。

Description

带有遮光薄膜的LED显示单元板

技术领域

本发明属于LED平板显示技术领域，涉及一种高密度LED彩色显示屏显示单元板。

背景技术

近年来，随着人们对显示设备观看需求的不断提高，高端LED显示屏向着高密度方向发展。高密度LED显示屏一般认为是指像素间距小于3mm的全彩LED显示屏，其点密度大于111111像素/平方米。目前，高密度LED显示装置有表贴（SMD）三合一方式组成的模组和“集成三合一”（ZL200720094395.1）模块两种。对于SMD方式，一方面，每个像素需要高端设备单独封装，且安装较为复杂，增加了生产成本；另一方面，这种单管独立封装的封装形式，由于单管引脚过多，PCB电路布局已经没有多少空间，再加上对显示性能和面罩工艺等的要求，做到更小像素间距潜力空间小、技术难度大。“集成三合一”显示模块的线路板置于凹壳内，线路板上的m×n个LED像素点分别置于凹壳面板上的m×n个显示孔内，用树脂密封胶把凹壳内的线路板连同其上面焊有的m×n个LED像素点、m×n个显示孔和凹壳密封为一体，显示模块的线路板与驱动电路板采用排针排母方式连接，驱动IC焊接在驱动电路板上，厚度较大。凹壳面板罩在线路板、驱动电路板与LED晶元构成的LED显示模块上。为了提高对比度，凹壳面板通常采用黑色吸光塑料材质，出于对晶元保护和生产可实现性的考虑，凹壳面板和显示孔有一定的高度，这样会造成一定程度的光线遮挡，这种遮挡会随像素密度的提高而越发严重。如图1a、图1b所示为圆柱形显示孔高度和底边直径均为1mm时，全彩像素单元光学仿真模拟情况。可以看到，由于遮挡，像素单元中红、绿、蓝三色的光形空间一致性变差，这会很大程度地影响显示屏的观看视角。同时“集成三合一”模块由于涉及到的组件和工序较多，也增加了一定的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对比度高、观看视角大，并且成本低的带有遮光薄膜的LED显示单元板。

为了解决上述技术问题，本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板可采用下述两种技术方案。

技术方案一：

本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板包括由驱动IC、驱动电路板、线路板和LED晶元构成的LED显示模块，驱动IC焊接在驱动电路板上，线路板的后表面与驱动电路板采用排针排母连接，LED晶元固定于线路板的前表面；其特征在于还包括透明面罩和遮光层；所述透明面罩为透明封装胶体，LED晶元嵌入透明封装胶体内；遮光层包含第一偏振片和第二偏振片；第一偏振片和第二偏振片对应于LED晶元的位置开有窗口，第一偏振片和第二偏振片放置于线路板前表面与透明封装胶体后表面之间，且两者偏振方向相互垂直；或者第一偏振片放置于线路板前表面与透明封装胶体后表面之间，其对应于LED晶元的位置开有窗口，第二偏振片粘贴于透明封装胶体的前表面。

技术方案二：

本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板包括由驱动IC、电路板与LED晶元构成的LED显示模块，透明面罩和遮光层；所述LED晶元固定于电路板前表面，驱动IC固定于电路板的后表面，驱动IC通过电路板直接与LED晶元连接；透明面罩为透明封装胶体，LED晶元嵌入透明封装胶体内；遮光层包含第一偏振片和第二偏振片；第一偏振片和第二偏振片对应于LED晶元的位置开有窗口，第一偏振片和第二偏振片放置于电路板前表面与透明封装胶体后表面之间，且两者偏振方向相互垂直；或者第一偏振片放置于电路板前表面与透明封装胶体后表面之间，其对应于LED晶元的位置开有窗口，第二偏振片粘贴于透明封装胶体的前表面。

由于两片偏振片偏振方向垂直，完全阻挡了线路板前表面的非窗口部分，从而使显示单元具有极高的对比度，同时省去了传统的遮光面罩和打孔工艺，简化了生产工序，降低了成本，同时有利于像素间距的进一步缩小。当第一偏振片放置于线路板前表面与透明封装胶体后表面之间，第二偏振片粘贴于透明封装胶体的前表面时，由于LED晶元发光部分高度在两偏振片之间，两偏振片的夹层空间整体用透明胶体填充，不存在光线局部遮挡情况，从而使显示单元具有很好的显示分布空间亮色一致性，扩大了观看视角；并且由于透明封装胶体前表面粘贴偏振片，具有减反射作用，进一步提高了对比度和显示的空间亮、色分布一致性。

当采用技术方案二时，由于线路板与驱动电路板合成为一个电路板，在该电路板的一侧放置LED晶元，另一侧放置驱动IC，驱动IC通过电路板层内走线直接与LED晶元相连，起到控制的作用，极大程度地减少了生产部件和工序，有利于减小LED显示单元的厚度，降低生产成本，提高产品的可靠度。

当第一偏振片放置于线路板（或电路板）前表面与透明封装胶体后表面之间，第二偏振片粘贴于透明封装胶体的前表面时，第一偏振片优选黑色偏振片，第二偏振片优选透明偏振片，以进一步提高画面亮度和显示对比度。

所述透明封装胶体优选为收缩率低的胶体材料，以保证显示单元的整体平整度和光线出射的均匀度。透明封装胶体一般收缩率不大于10%。

进一步地，为了提高晶元的光萃取率，透明封装胶体优选为具有较高折射率的透明胶。所述透明封装胶体的折射率一般不小于1.55。

进一步地，当第一偏振片和第二偏振片放置于线路板（或电路板）前表面与透明封装胶体后表面之间时，透明封装胶体的前表面可粘贴减反射薄膜、扩散膜，或为经过雾化处理的表面，以进一步提高对比度和显示的空间亮、色分布一致性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1a、图1b为现有“集成三合一”封装像素单元遮光演示说明示例。

图2为本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板实施例1剖面结构示意图。

图3为本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板实施例2剖面结构示意图。

图4为本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板实施例3剖面结构示意图。

图5为本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板实施例4正面结构示意图。

图6为本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板实施例4正面结构局部放大图。

图7为本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板实施例4剖面结构示意图。

图8为本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板实施例4剖面局部放大图。

具体实施方式

实施例1

如图2所示，本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板包括由驱动IC7、驱动电路板8、线路板5和LED晶元1构成的LED显示模块，透明面罩3和遮光层；驱动IC7焊接在驱动电路板8上，线路板5的后表面与驱动电路板8采用排针排母10连接，m×n个LED晶元1固定于线路板5的前表面；所述遮光层包含第一偏振片4和第二偏振片2，两片偏振片对应于各LED晶元1的位置开有窗口；第一偏振片4粘贴于线路板5的前表面，第二偏振片2粘贴于第一偏振片4上，且第一偏振片4与第二偏振片2偏振方向相互垂直；透明面罩3为透明封装胶体，透明封装胶体封装于第二偏振片2与m×n个LED晶元1上，LED晶元1嵌入透明封装胶体内。

这里所述的m，n均为大于1的整数。第一偏振片4和第二偏振片2选用偏振薄膜，其窗口形状可设置成圆形。第二偏振片2优选为黑色偏振薄膜。第一偏振片4基材为树脂材料，第二偏振片2基材为环氧树脂；透明封装胶体材料选用UV固化液体胶。

上述带有遮光薄膜的LED显示单元板的制备方法包括下述步骤：

1)将驱动IC7安装固定在驱动电路板8的一侧，驱动电路板8的另一侧通过排针排母10与线路板5的后表面连接；使用全自动固晶机把各LED晶元1固定在线路板5上对应位置。然后，使用全自动焊接机把LED晶元1和线路板5上的引脚焊牢；这样就形成了完整的LED发光点。

2）在线路板5的前表面粘贴作为第一偏振片4的偏振薄膜，该偏振薄膜上带有与线路板5上各LED晶元1一一对应的镂空窗口，镂空窗口为圆形。第一偏振片4的厚度为0.2mm，基材为树脂材料。

3）将作为第二偏振片的偏振薄膜粘贴在第一偏振片上，第二偏振片上带有与第一偏振片一一对应的镂空窗口，镂空窗口为圆形，且第二偏振片与第一偏振片的偏振方向相互垂直。第二偏振片2的厚度为0.1mm，基材为环氧树脂。

4）在步骤3）制作完成的板体的侧壁紧贴4块板形装模具，模具四壁高于线路板5一定高度，然后拧紧固定。将透明低收缩率UV固化液体胶注入到贴有第一偏振片4和第二偏振片2的线路板5与模具构成的腔中，注胶高度为1mm。

5）将注入的UV固化液体胶进行抽真空处理，用紫外光源对其进行固化。

6）待UV固化液体胶固化稳定形成透明面罩3后，取下侧壁的四块板状模具，得到LED显示单元板。

7）对步骤6）制作完成的LED显示单元板前表面做平整、雾化或减反射处理，完成封装。

实施例2

如图3所示，本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板包括由驱动IC7、驱动电路板8、线路板5和LED晶元1构成的LED显示模块，透明面罩3和遮光层；驱动IC7焊接在驱动电路板8上，线路板7的后表面与驱动电路板8采用排针排母10连接，LED晶元1固定于线路板5的前表面；遮光层包含第一偏振片4和第二偏振片2，第一偏振片4粘接于线路板5的前表面，并且对应于LED晶元1的位置开有窗口；透明面罩3为透明封装胶体，透明封装胶体封装于第一偏振片4与m×n个LED晶元1上，LED晶元1嵌入透明封装胶体内；第二偏振片2粘贴于透明封装胶体的前表面，且第二偏振片2与第一偏振片1偏振方向相互垂直；

这里所述的m，n均为大于1的整数。第一偏振片4选用黑色偏振薄膜，且其窗口形状设置成矩形，第二偏振片2选用透明偏振薄膜。第一偏振片4基材为树脂材料，第二偏振片2基材为环氧树脂；透明封装胶体材料选用环氧树脂或硅胶。

上述带有遮光薄膜的LED显示单元板的制备方法包括下述步骤：

1)将驱动IC7安装固定在驱动电路板8的一侧，驱动电路板8的另一侧通过排针排母10与线路板5的后表面连接；使用全自动固晶机把各LED晶元1固定在线路板5上对应位置。然后，使用全自动焊接机把LED晶元1和线路板5上的引脚焊牢；这样就形成了完整的LED发光点。

2）在线路板5的前表面粘贴作为第一偏振片4的偏振薄膜，该偏振薄膜上带有与线路板5上各LED晶元1一一对应的镂空窗口，镂空窗口为矩形。第一偏振片4的厚度为0.1mm，基材为环氧树脂。

3）在步骤2）制作完成的板体的侧壁紧贴4块板形装模具，模具四壁高于线路板5一定高度，然后拧紧固定。将透明低收缩率环氧树脂或硅胶注入到贴有第一偏振片4的线路板5与模具构成的腔中，注胶高度为0.8mm。在胶体上面覆上作为第二偏振片2的偏振薄膜，第二偏振片2与第一偏振片4的偏振方向相互垂直。第一偏振片4的厚度为0.1mm，基材为环氧树脂，第二偏振片2的厚度为0.1mm，基材为环氧树脂。

4）压平第二偏振片2，将注入的环氧树脂进行抽真空处理；用光电烤箱对环氧树脂进行固化。

5）待环氧树脂固化稳定形成透明面罩3后，将制作完成LED显示单元板从模具中取出，完成封装。

实施例3

如图4所示，本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板包括由驱动IC7、电路板6与LED晶元1构成的LED显示模块，透明面罩3和遮光层；m×n个LED晶元1固定于电路板6的前表面；驱动IC7固定于电路板6的后表面，驱动IC通过电路板6直接与LED晶元连接；所述遮光层包含第一偏振片4和第二偏振片2，两片偏振片对应于各LED晶元1的位置开有窗口；第一偏振片4粘贴于电路板6的前表面，第二偏振片2粘贴于第一偏振片4上，且第一偏振片4与第二偏振片2偏振方向相互垂直；透明面罩3为透明封装胶体，透明封装胶体封装于第二偏振片2与m×n个LED晶元1上，LED晶元1嵌入透明封装胶体内。

这里所述的m，n均为大于1的整数。第一偏振片4和第二偏振片2选用偏振薄膜，其窗口形状设置成多边形。第二偏振片2优选为黑色偏振薄膜。第一偏振片4基材为树脂材料，第二偏振片2基材为环氧树脂；透明封装胶体材料选用环氧树脂或硅胶。

上述带有遮光薄膜的LED显示单元板的制备方法包括下述步骤：

1)使用全自动固晶机把LED晶元1固定在电路板6上对应位置。然后，使用全自动焊接机把LED晶元1和电路板6上的引脚焊牢；这样就形成了完整的LED发光点。

2）在电路板6的前表面粘贴作为第一偏振片4的偏振薄膜，该偏振薄膜上带有与电路板6上各LED晶元1一一对应的镂空窗口，镂空窗口为多边形。第一偏振片4的厚度为0.1mm，基材为环氧树脂。

3）将作为第二偏振片2的偏振薄膜粘贴在第一偏振片4上，第二偏振片2上带有与第一偏振片4一一对应的镂空窗口，镂空窗口为多边形，且第二偏振片2与第一偏振片4的偏振方向相互垂直。第二偏振片2的厚度为0.1mm，基材为环氧树脂。

4）在步骤3）制作完成的板体的侧壁紧贴4块板形装模具，模具四壁高于电路板6一定高度，然后拧紧固定。将透明低收缩率环氧树脂或硅胶注入到贴有第一偏振片4和第二偏振片2的电路板6与模具构成的腔中，注胶高度为0.8mm。

5）将注入的环氧树脂或硅胶进行抽真空处理，用光电烤箱对其进行固化。

6）待环氧树脂或硅胶固化稳定形成透明面罩3后，取下侧壁的四块板状模具，得到LED显示单元板。

7）对步骤6）制作完成的LED显示单元板前表面做平整、雾化或减反射处理，完成封装。

实施例4

点间距为d=1.875mm，分辨率为64×64的点阵排布封装集成LED显示单元板。

如图5所示，每个显示单元上分布有64×64个LED晶元1，发光点以点阵形式排布，每个窗口的中心与其上下左右相邻窗口中心之间距离d为1.875mm。

如图5、6、7、8所示，本发明的带有遮光薄膜的LED显示单元板包括由驱动IC7、电路板6与LED晶元1构成的LED显示模块，透明面罩3和遮光层；LED晶元1固定于电路板6前表面，驱动IC7固定于电路板6的后表面，驱动IC7通过电路板6直接与LED晶元1连接；遮光层包含第一偏振片4和第二偏振片2，第一偏振片2粘接于电路板6的前表面，并且对应于LED晶元1的位置开有窗口；透明面罩3为透明封装胶体，透明封装胶体封装于第一偏振片4与m×n个LED晶元1上，LED晶元1嵌入透明封装胶体内；第二偏振片2粘贴于透明封装胶体的前表面，且第二偏振片2与第一偏振片4偏振方向相互垂直。

这里所述的m，n均为大于1的整数。第一偏振片4选用黑色偏振薄膜，且其窗口形状设置成椭圆形，第二偏振片2选用透明偏振薄膜。第一偏振片4基材为树脂材料，第二偏振片2基材为环氧树脂；透明封装胶体材料选用环氧树脂或硅胶。

上述带有遮光薄膜的LED显示单元板的制备方法包括下述步骤：

1)使用全自动固晶机把LED晶元1固定在电路板6上对应位置。然后，使用全自动焊接机把LED晶元1和电路板6上的引脚焊牢；这样就形成了完整的LED发光点。

2）在电路板6的前表面粘贴作为第一偏振片4的偏振薄膜，该偏振薄膜上带有与电路板6上各LED晶元1一一对应的镂空窗口，镂空窗口为椭圆形。第一偏振片4的厚度为0.1mm，基材为环氧树脂。

3）在步骤2）制作完成的板体的侧壁紧贴4块板形装模具，模具四壁高于线路板一定高度，然后拧紧固定。将透明低收缩率环氧树脂或硅胶注入到贴有第一偏振片4的电路板6与模具构成的腔中，注胶高度为0.8mm。在胶体上面覆上作为第二偏振片2的偏振薄膜，第二偏振片2与第一偏振片4的偏振方向相互垂直。第二偏振片2的厚度为0.1mm，基材为环氧树脂。

4）压平第二偏振片2，将注入的环氧树脂或硅胶进行抽真空处理；用光电烤箱对环氧树脂或硅胶进行固化。

5）待环氧树脂或硅胶固化稳定形成透明面罩3后，将制作完成LED显示单元板从模具中取出，完成封装。

根据上述说明书的提示和指导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当属于本发明的权利要求的保护范围之内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种带有遮光薄膜的LED显示单元板，包括由驱动IC（7）、驱动电路板（8）、线路板（5）和LED晶元（1）构成的LED显示模块，驱动IC（7）焊接在驱动电路板（8）上，线路板（5）的后表面与驱动电路板（8）采用排针排母连接，LED晶元（1）固定于线路板（5）的前表面；其特征在于还包括透明面罩（3）和遮光层；所述透明面罩（3）为透明封装胶体，LED晶元（1）嵌入透明封装胶体内；遮光层包含第一偏振片（4）和第二偏振片（2）；第一偏振片（4）和第二偏振片（2）对应于LED晶元（1）的位置开有窗口，第一偏振片（4）和第二偏振片（2）放置于线路板（5）前表面与透明封装胶体后表面之间，且两者偏振方向相互垂直；或者第一偏振片（4）放置于线路板（5）前表面与透明封装胶体后表面之间，其对应于LED晶元（1）的位置开有窗口，第二偏振片（2）粘贴于透明封装胶体的前表面。

2.根据权利要求1所述的带有遮光薄膜的LED显示单元板，其特征在于当第一偏振片（4）放置于线路板（5）前表面与透明封装胶体后表面之间，第二偏振片（2）粘贴于透明封装胶体的前表面时，第一偏振片（4）选用黑色偏振片，第二偏振片（2）选用透明偏振片。

3.根据权利要求1所述的带有遮光薄膜的LED显示单元板，其特征在于当第一偏振片（4）和第二偏振片（2）放置于线路板（5）前表面与透明封装胶体后表面之间时，透明封装胶体的前表面粘贴有减反射薄膜、扩散膜，或为经过雾化处理的表面。

4.一种带有遮光薄膜的LED显示单元板，其特征在于包括由驱动IC（7）、电路板（6）与LED晶元（1）构成的LED显示模块，透明面罩（3）和遮光层；所述LED晶元（1）固定于电路板（6）前表面，驱动IC（7）固定于电路板（6）的后表面，驱动IC（7）通过电路板（6）直接与LED晶元（1）连接；透明面罩（3）为透明封装胶体，LED晶元（1）嵌入透明封装胶体内；遮光层包含第一偏振片（4）和第二偏振片（2）；第一偏振片（4）和第二偏振片（2）对应于LED晶元（1）的位置开有窗口，第一偏振片（4）和第二偏振片（2）放置于电路板（6）前表面与透明封装胶体后表面之间，且两者偏振方向相互垂直；或者第一偏振片（4）放置于电路板（6）前表面与透明封装胶体后表面之间，其对应于LED晶元（1）的位置开有窗口，第二偏振片（2）粘贴于透明封装胶体的前表面。

5.根据权利要求4所述的带有遮光薄膜的LED显示单元板，其特征在于当第一偏振片（4）放置于电路板（6）前表面与透明封装胶体后表面之间，第二偏振片（2）粘贴于透明封装胶体的前表面时，第一偏振片（4）选用黑色偏振片，第二偏振片（2）选用透明偏振片。

6.根据权利要求4所述的带有遮光薄膜的LED显示单元板，其特征在于当第一偏振片（4）和第二偏振片（2）放置于电路板（6）前表面与透明封装胶体后表面之间时，透明封装胶体的前表面粘贴有减反射薄膜、扩散膜，或为经过雾化处理的表面。

7.根据权利要求1或4所述的带有遮光薄膜的LED显示单元板，其特征在于所述透明封装胶体收缩率不大于10%。

8.根据权利要求7所述的带有遮光薄膜的LED显示单元板，其特征在于所述透明封装胶体折射率不小于1.55。

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