CN106710461A - 透明基板全彩led显示屏及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种透明基板全彩LED显示屏及生产工艺，室内户外通用，透明基板为可弯曲结构，且透明基板的厚度控制在0.2mm至3mm的范围内，采用极细导线或者透明导通材料，大大提高了整个显示屏的透明度，LED灯及驱动芯片通过表贴或者倒装焊接在透明基板上，由于LED灯及驱动芯片很小，且每个LED灯及驱动芯片之间又存在一定的间隔，导电用的连通物质为极细导线或者为透明导通材料，当远处看显示屏时，不影响整个透明显示屏的透明度，解决了传统LED显示屏不透光的问题，同时，本发明的LED显示屏的透明基板可以制成弯曲结构，以便于安装在不规则建筑物上，提高了LED显示屏的观赏性。
Description
技术领域
本发明涉及led显示屏技术领域，尤其涉及一种使用透明基板制成的全彩LED户内户外通用的LED显示屏及生产工艺。
背景技术
LED显示屏，作为通过控制半导体发光二极管的显示方法，来显示文字、图形、图像、动画、视频等各种信息的显示屏幕被广泛运用商业广告宣传、政府、学校通知宣传等领域中，大体分为室内和室外两种，室内要求能近距离观看，室外则要求能远距离观看，室内室外的区别，一般在于LED灯珠之间的距离的大小，以变换显示的状态。
无论室内LED显示屏还是室外LED显示屏，现有技术中的LED全彩显示屏是用LED晶片封装成DIP LED灯或用SMD封装的三合一LED灯连同驱动IC及电容、限流电阻、译码器等元件焊接在PCB板（一般为玻纤板）的基板上，再经测试、注胶、固胶、老化，组装成LED模组，以P4（16*32像素）模块来说，需要用到4层的PCB板，由于单个模块的像素少，凭借大型显示屏时，需要的模块量巨大，接口数量也巨大，故障发生概率大大增多，传统的光栅屏由于结构件、元器件数量多、尺寸大、透光率大打折扣，当显示屏悬挂在室内或者室外的墙壁上时，会对墙壁或者建筑物造成一定的阻挡，影响了墙壁和建筑物的美观。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种透明的全彩LED显示屏及生产工艺，能够大大提高LED显示屏的透明度，特别是当远处观看时，整个LED显示屏为透明颜色，不影响安装LED显示屏的墙壁或者建筑的外观。
为了达到上述目的，本发明公开一种透明基板全彩LED显示屏，包括透明基板和透明框架，所述透明基板通过透明框架固定在建筑物上，所述透明基板为双层或者多层透明基板，透明基板上内嵌有导通材料，所述透明基板上设置有通孔，所述导通材料穿透透明基板上的通孔连接各层基板，所述透明基板上表贴或倒装焊接有LED灯及驱动芯片，所述LED灯在透明基板的正面，所述驱动芯片设置在透明基板的背面。
其中，基板表层的导通材料为透明导电材料或者极细导线，亦或者是透明导电材料与极细导线的组合，所述透明导电材料为透明导电浆料、透明导电胶、透明导电膜或者透明导电油墨，所述极细导线为导电丝、石墨烯导线，导电金属或者纳米导线中的一种或者多种的组合，穿过通孔的导通材料附着在通孔的内壁上，连接各层透明基板。
其中，所述极细导线为不透明的导线，用做导通通孔的极细导线的宽度根据LED灯的间距来控制在0.05-0.3mm之间，而用做电源线的极细导线宽度控制在5mm以下。
其中，所述透明基板的厚度小于3mm，所述透明基板为可弯曲结构。
本发明还公开一种透明基板全彩LED显示屏的生产工艺，包括以下步骤：
线路设计：根据透明基板的形状和大小以及使用的场合，设计线路图，并计算出适合的导线的直径；
基板打孔：根据计算的导线的直径，对透明基板进行打孔，确保导线能够穿过通孔，且不影响透明度；
基板布线：对透明基板的导通孔根据设计好的线路图进行布线；
装配电子元器件：根据工作原理图对电子元器件进行表贴或者倒装焊接在透明基板上；
显示屏组装：将装配好电子元器件的透明基板通过透明边框组装在一起，并固定在建筑物上。
其中，在透明基板进行打孔后，需要对透明基板进行阴极化处理，使孔壁光滑易做导电处理。
其中，在阴极化处理后，进行透明基板布线，将导通材料附着于通孔内，所述导通材料为0.05-0.3mm之间的极细导线或者透明导电浆料。
其中，装配完电子元器件后，进行电子元器件的导通及性能测试，当测试合格，对电子元器件以及透明基板进行绝缘处理，所述绝缘处理的方式为涂抹一层透明绝缘胶。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明公开一种使用透明基板以及透明框架制成的透明全彩LED显示屏，可以做成室内用，也可以制成室外用，透明基板为双面或者多面，透明基板可以为硬质结构，也可以为柔性结构，而透明基板根据需求，制成可弯曲结构，也可根据安装的情况制成不可弯曲的结构，透明基板的厚度小于3mm，而透明基板上通过过孔技术设置有多个通孔，采用透明的导通材料或者极细导线连接各个通孔，大大提高了整个显示屏的透明度，LED灯及驱动芯片通过表贴或者倒装焊接在透明基板上，由于LED灯及驱动芯片很小，LED灯与驱动芯片设置在透明基板的两个不同面上，且每个LED灯及驱动芯片之间又存在一定的间隔，采用极细导线或者透明导通材料，当远处看显示屏时，不影响整个透明显示屏的透明度，解决了传统LED显示屏不透光的问题，改善‘百叶窗式透明全彩LED显示屏’的透明度与视角缺陷，改善目前所有显示屏安装方式单一的缺陷，同时，本发明的LED显示屏的透明基板可以弯曲，使整个LED显示屏安装更灵活，可以安装在异形建筑物上，提高了LED显示屏的观赏性。
附图说明
图1为本发明实施例的透明基板全彩LED显示屏表贴生产工艺流程图。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1，本发明公开一种透明基板全彩LED显示屏，包括透明基板和透明框架，透明基板通过透明框架固定在建筑物上，同时透明框架也可以起到一个保护内部透明基板的作用，例如起到防水的作用。在本实施例中，透明基板可以为双层或者多层透明基板，其为透明玻璃基板，也可以为透明陶瓷基板或透明塑料基板，而为了突出整个LED显示屏的可塑性以及可弯曲性，优先选用透明塑料基板，且整个透明基板即为显示屏幕，由于透明基板本身为透明的，从而在关闭状态的时候，位于LED显示屏后面的建筑物或者墙壁不受透明基板的影响。
对于LED显示屏而言，使显示屏进行显示主要依靠电子元器件，而电子元器件则通过SMT表贴或者倒装方式固定在透明基板的两个不同的面上，由于作为电子元器件的LED灯及驱动芯片很小，且每个LED灯及驱动芯片之间又存在一定的间隔，当远处看显示屏时，不影响整个透明显示屏的透明度。
在本实施例中，当各个电子元器件之间通过极细导线进行连接时，比如采用导电丝、石墨烯导线，导电金属或者纳米导线中的一种或者多种的组合，为了提高整个LED显示屏的透明度，极细导线最好不能太过影响LED显示屏，为此，极细导线的宽度应当控制在0.05mm—0.3mm范围内，这样，就大大降低了导线的可视性，使之不影响透明性，但是对于为整个透明基板上的电子元器件进行供电的电源线，可以选用较粗的的极细导线，而极细导线的宽度一般控制在5mm以下，以免过多地影响了整个LED显示屏的透明度。但是，当采用透明导电浆料、透明导电胶、透明导电膜、透明导电油墨或者透明导电浆料以及各自的结合作为导通材料时，则导线宽细没有太多的要求。
在本实施例中，透明基板为双层或者多层透明基板，基板上内嵌有导通材料，透明基板上设置有通孔，导线材料穿透基板上的通孔连接各层基板，而透明基板的生产工艺以及LED显示屏的组装工艺为：包括：
线路设计：根据透明基板的形状和大小以及使用的场合，设计线路图，并计算出适合的导线的直径；当LED显示屏在户外使用时，每个LED灯及驱动芯片之间的距离较大，这样当采用不透明的极细导线时，如导电丝、导电金属丝、石墨烯或者纳米导线中的一种或者多种的组合，所用的极细导线的直径可以稍微粗一点，达到0.3mm，当LED显示屏子在室内使用的时候，每个LED灯及驱动芯片之间的距离较小，当使用金属丝作为导线的时候直径需要细一点，控制在0.05mm左右，最大也应保持在0.1mm左右。若不使用金属丝，还可以使用透明导通材料，透明导通材料为透明导电胶、透明导电膜、透明导电石墨，透明导电浆料中的一种或者多种的结合，这样既可以连接各个导电芯片又不影响整个LED显示屏的透明度。
基板打孔：设计好线路图后，则依据设计好的线路图对透明基板进行打孔，在本实施例中根据计算的合适的导通材料的直径，如p7的显示屏，96%左右金属导线为0.15毫米，两条电源线为5毫米，故孔的直径也应对应设计成导线的直径大小，以确保导线能够穿过通孔，且不影响透明度；
基板布线：对透明基板的导通孔根据设计好的线路图进行布线；在本实施例中，以导电浆料的布线方式为例，导电浆料为银浆或者铜浆，具体的布线过程为：开孔后将透明基板进行阴极化处理,提高银浆或铜浆与透明基板的附着力。使孔壁光滑度易填银浆或铜浆，阴极化处理完成后进行首次导通孔的银浆塞孔,将细微至0.0003um的微细型颗粒的银浆或铜桨塞孔处理给透明基板内导通的所有通孔，塞孔处理后进行导电.测试是否导通，若不导通，继续进行一次塞孔处理，直至完全塞孔。塞孔处理完毕，进行130-150度烘烤，使银浆或者铜浆导电极达到完全的结合.避免孔内爆孔,烧孔现象。
另一种布线的过程为在阴极化处理后，将极细导线或者其他的导通材料附着于通孔的内壁，并测试是否全部导通。
在本实施例中，布线方式可以采用印刷布线，印刷布线包括丝印印刷,网板印刷和钢网印刷,丝印厚度达到要求后进行透明基板导电及密封性测试,测试导通孔与丝印银浆的结合度是否结合。当测试合格，对元件以及透明基板进行绝缘处理，绝缘处理为涂抹一层透明绝缘胶。
装配元件：当透明基板及其布线制作完毕，再根据工作原理图对元器件进行表贴或者倒装焊接在透明基板上；随后通过治具或者导电笔等工具对透明基板进行导通性能测试，本实施例中，优先考虑使用治具进行测试，这样测试效果更快，也更简单，自动化程度高，能提高工作效率和准确率。
屏幕组装：当透明基板上装配好电子元器件后，再将透明基板安装在透明边框上，并通电测试透明基板是否正常工作。
当LED显示屏是使用在户外的时候，虽然透明边框能够对内部的透明基板起一个防水的作用，但是为了进一步进行防水防潮，提高内部电子元器件的使用寿命，还可以在整个透明框架的外层再做一个额外的防水处理，如在边框缝隙处涂一层玻璃胶，或者外加一层透明玻璃等，以便于预防大风暴天气的侵袭。
在本实施例中，透明基板为可弯曲的透明板或者不可弯曲的透明板，透明基板的厚度小于3mm，如此薄的结构，不仅有利于LED显示屏的透明性，同时也方便安装以及运输。
本发明的优势在于：
1）本发明公开一种使用透明基板以及透明边框制成的透明全彩LED显示屏，可以做成室内用，也可以制成室外用，透明基板为双面或者多面，采用透明塑料基板，且厚度小于3mm，如此薄的结构，不仅有利于LED显示屏的透明性，同时也方便安装以及运输；
2）透明基板上通过过孔技术设置多个导通孔，采用透明导通材料作为导通件或者极细的导线作为导通件，大大提高了整个显示屏的透明度， LED灯及驱动芯片通过表贴或者倒装焊接在透明基板上，由于LED灯及驱动芯片很小，LED灯与驱动芯片分别设置在透明基板的两个不同面上，且每个LED灯及驱动芯片之间又存在一定的间隔，导线也极细或者为透明导通材料制成，当远处看显示屏时，不影响整个透明显示屏的透明度，解决了传统LED显示屏不透光的问题，改善‘百叶窗式透明全彩LED显示屏’的透明度与视角缺陷，改善目前所有显示屏安装方式单一的缺陷；
3）本发明的LED显示屏的透明基板可以做成可弯曲的透明基板，也可以做成不可弯曲的透明基板，可以为柔性基板，也可以为硬质基板，使整个LED显示屏安装更灵活，可以安装在不规则的建筑物上，提高了LED显示屏的观赏性。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种透明基板全彩LED显示屏，其特征在于，包括透明基板和透明框架，所述透明基板通过透明框架固定在建筑物上，所述透明基板为双层或者多层透明基板，透明基板上内嵌有导通材料，所述透明基板上设置有通孔，所述导通材料穿透透明基板上的通孔连接各层基板，所述透明基板上表贴或倒装焊接有LED灯及驱动芯片，所述LED灯在透明基板的正面，所述驱动芯片设置在透明基板的背面。
2.根据权利要求1所述的透明基板全彩LED显示屏，其特征在于，基板表层的导通材料为透明导电材料或者极细导线，亦或者是透明导电材料与极细导线的组合，所述透明导电材料为透明导电浆料、透明导电胶、透明导电膜或者透明导电油墨，所述极细导线为导电丝、石墨烯导线，导电金属或者纳米导线中的一种或者多种的组合，穿过通孔的导通材料附着在通孔的内壁上，连接各层透明基板。
3.根据权利要求2所述的透明基板全彩LED显示屏，其特征在于，所述极细导线为不透明的导线，用做导通通孔的极细导线的宽度根据LED灯的间距来控制在0.05-0.3mm之间，而用做电源线的极细导线宽度控制在5mm以下。
4.根据权利要求1所述的透明基板全彩LED显示屏，其特征在于，所述透明基板的厚度小于3mm，所述透明基板为可弯曲结构。
5.一种透明基板全彩LED显示屏的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
线路设计：根据透明基板的形状和大小以及使用的场合，设计线路图，并计算出适合的导线的直径；
基板打孔：根据计算的导线的直径，对透明基板进行打孔，确保导线能够穿过通孔，且不影响透明度；
基板布线：对透明基板的导通孔根据设计好的线路图进行布线；
装配电子元器件：根据工作原理图对电子元器件进行表贴或者倒装焊接在透明基板上；
显示屏组装：将装配好电子元器件的透明基板通过透明边框组装在一起，并固定在建筑物上。
6.根据权利要求5所述的透明基板全彩LED显示屏的生产工艺，其特征在于，在透明基板进行打孔后，需要对透明基板进行阴极化处理，使孔壁光滑易做导电处理。
7.根据权利要求6所述的透明基板全彩LED显示屏的生产工艺，其特征在于，在阴极化处理后，进行透明基板布线，将导通材料附着于通孔内，所述导通材料为0.05-0.3mm之间的极细导线或者透明导电浆料。
8.根据权利要求6所述的透明基板全彩LED显示屏的生产工艺，其特征在于，装配完电子元器件后，进行电子元器件的导通及性能测试，当测试合格，对电子元器件以及透明基板进行绝缘处理，所述绝缘处理方式为涂抹一层透明绝缘胶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170524 |