CN108630115A - 一种无机柔性led彩色显示屏及制备方法 - Google Patents
一种无机柔性led彩色显示屏及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种无机柔性LED彩色显示屏及制备方法，其制备包括：采用一层基础层、多层绝缘层及多层电极层构成柔性电路板，基础层为底层，绝缘层及电极层依次交替设置于基础层上；其中，选用PET聚酯板或PI聚酰亚胺板，在该板上镀涂一层导电膜，通过激光刻蚀出共用电路制备基础层；采用PI聚酰亚胺溶液，用丝网印刷制备绝缘层：采用含有纳米银碳的导电墨水，用3D喷墨打印制备电极层：最后在柔性电路板上采用贴片机粘贴LED发光器件，并覆盖由透明的柔性保护胶制备的保护层。本发明显示器具有柔韧性好，成品质量轻、安装方便，且卷曲后对发光均匀度及视觉效果影响小的特点。其方法克服了大型显示屏制备的瓶颈，确保无机柔性大型LED显示屏的制备。
Description
技术领域
本发明涉及透明或透明柔性复合电路及LED柔性显示技术领域，尤其涉及一种无机LED发光器件与多层透明或柔性透明导电电路复合的彩色显示屏及其制备方法。
背景技术
随着电子科学技术的日益发展，PDP、LCD、LED等显示技术日趋成熟，不同的显示器占据了不同的应用市场。例如，液晶显示主要集中在室内中小型显示市场；而OLED因低能耗等特点，集中于移动显示及异形显示等市场领域；传统的无机LED显示则大量应用于室内外的各种较大尺寸的显示。随着数据信息时代的来临，人们生活中的信息显示需求越来越多，对显示技术也提出了更高的要求。传统LED占有最大的信息显示应用市场，现有技术的LED显示屏都是基于硬质电路板的显示模块，将LED和驱动电路通过PCB电路板进行集成，且必须依托安装支架才能完成大显示屏的拼接，存在显示模块厚度较厚，成品质量大，价格高，维护困难等一系列问题。此外，随着便携化电子产品的发展，对显示技术提出了柔性、卷曲、轻便、透光等更高更新的要求。近两年，柔性与透明电子显示屏成为了电子显示领域中最为活跃的方向之一。目前，在柔性透明显示屏的研究领域中，主要的研究对象集中在OLED，LCD，EPD和LED几个方向，其所存在的问题是，OLED透明显示器寿命短、价格高，不适合于大面积显示屏使用，同时在高亮度环境中，其可视度较差；LCD很难制作可随意弯曲的透明柔性显示屏，同时传统背光源也无法在LCD透明显示器中运用；EPD产品的技术还不够成熟，批量产品仍未上市。
现有技术对柔性显示屏的研究正在加速进行，由于绝缘层及电极层的选材及厚度问题，存在多层堆叠的显示屏厚度难以减薄，配线密度难以提高，可卷曲性降低且工艺复杂、成本高的缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种无机柔性LED彩色显示屏及制备方法，其显示器具有柔韧性好，成品质量轻、安装方便，且卷曲后对发光均匀度及视觉效果影响小的特点。其方法克服了大型显示屏制备的瓶颈，确保无机柔性大型LED显示屏的制备。
实现本发明目的的具体技术方案是：
一种无机柔性LED彩色显示屏的制备方法，特点是：该方法包括以下具体步骤：
步骤1、制作柔性电路板
所述柔性电路板由一层基础层、多层绝缘层及多层电极层构成，基础层为底层，绝缘层及电极层依次交替设置于基础层上；
1.1、制备基础层：选用 PET聚酯板或PI聚酰亚胺板，在该板上镀涂一层氧化铟锡（ITO）、掺杂氟的氧化锡（FTO）或氧化锌（ZnO）导电膜，并通过激光刻蚀工艺将镀涂层刻蚀为共用电路，在所述板的另一面按X行、E列排列并设置LED焊盘，按X行排列设置共用电路引出线及电极端，共用电路与LED焊盘的共用端连接，完成基础层的制备；
1.2、制备绝缘层：将PI聚酰亚胺溶液或PDMS聚二甲基硅氧烷胶用丝网或钢网印刷在基础层的镀涂层上，厚度：1～20um；低温预烤，时间：15～30分钟，温度：50～80℃；高温烘烤，时间：20～30分钟，温度：130～150℃；自然冷却至室温完成第一绝缘层的制备；
1.3、制备电极层：选用含有纳米银碳的导电墨水，采用3D喷墨打印工艺在绝缘层上打印电极层电路，并按E列排列设置单用电路引出线及电极端，LED焊盘的单用端与电极层电路连接；打印时底部烘烤，温度：80～130℃：打印厚度：200nm～2um；完成第一电极层的制备；
1.4、二次制备绝缘层：在步骤1.3的第一电极层上，采用步骤1.2完成第二绝缘层的制备；
1.5、二次制备电极层：在步骤1.4的第二绝缘层上，采用步骤1.3完成第二电极层的制备；
1.6、绝缘层及电极层的交替制备：重复步骤1.2及步骤1.3，直至完成第N绝缘层及第N电极层的制备，柔性电路板制作完成；
步骤2、在柔性电路板上粘贴LED发光器件
将数件LED发光器件采用贴片机按X行、E列对应定向焊接在柔性电路板的LED焊盘上，构成LED发光器件电路板；LED发光器件采用锡（Sn）膏印刷波峰焊焊接，焊接温度低于250℃；对LED发光器件采用铜银胶或铜胶为粘结材料，采用点胶工艺进行封装，封装后烘烤，烘烤温度：100～150℃；
步骤3、覆盖保护层
保护层由透明的柔性保护胶制备，采用喷涂法、喷墨打印法或刷涂法将透明的柔性保护胶覆盖在柔性电路板的正面即设有LED发光器件的一面，制得所述无机柔性LED彩色显示屏；其中，保护层的固化温度：130～150℃，固化时间30～60分钟。
所述的电极端由锡银包裹聚苯乙烯即PS-Sn-Ag导电微球采用精密点胶工艺或钢网印刷工艺制作。
所述的PS-Sn-Ag导电微球是在导电浆料溶剂内加入60～85%的PS-Sn-Ag微球作为导电填料；其中，导电填料的制备工艺如下：在磺化后的10～50um的PS微球表面先用氯化锡或氯化亚锡溶液进行敏化处理，氯化锡或氯化亚锡溶液的摩尔浓度为0.05～0.5mol/L；敏化时间：5～12小时；然后加入银源和还原剂，银源为硝酸银，还原剂为月桂段、硼氢化钠或葡萄糖；银源与还原根离子的比例1：1～4；还原银源实现纳米银颗粒在PS微球表面的着陆和生长，银的生长厚度为5～50nm；将该反应溶液离心分离，离心转速：2000转/分：离心时间： 5～10分钟；获得的沉淀物即为PS-Sn-Ag导电微球。
所述纳米银碳是指纳米银颗粒包裹的碳纳米管或者纳米银颗粒复合的石墨烯；所述导电墨水是含有银离子的无颗粒墨水。
本发明采用一层基础层、多层绝缘层及多层电极层构成柔性电路板，基础层为底层，绝缘层及电极层依次交替设置于基础层上；其中，选用 PET聚酯板或PI聚酰亚胺板，在该板上镀涂一层导电膜，通过激光刻蚀出共用电路制备基础层；采用PI聚酰亚胺溶液，用丝网印刷制备绝缘层：采用含有纳米银碳的导电墨水，用3D喷墨打印制备电极层：最后在柔性电路板上采用贴片机粘贴LED发光器件，并覆盖由透明的柔性保护胶制备的保护层。本发明具有结构紧凑、重量轻、厚度薄、可卷曲性好，配线密度高，便于绝缘层及电极层依次交替堆叠，克服了大型显示屏制备的瓶颈，确保无机柔性大型LED显示屏的制备。
附图说明
图1为本发明显示屏的结构示意图；
图2为图1的俯视示意图；
图3为图2的A—A截面示意图；
图4为纳米银颗粒复合的石墨烯TEM 照片图；
图5为纳米银颗粒包裹的碳纳米管TEM 照片图；
图6为PS-Sn-Ag微球导电填料的SEM 照片图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对发明进行详细描述。
实施例1
参阅图1-3，本发明的制备包括以下具体步骤：
步骤1、制作柔性电路板
所述柔性电路板由一层基础层4、多层绝缘层12及多层电极层构成，基础层4为底层，绝缘层12及电极层依次交替设置于基础层上；
1.1、制备基础层：选用 PET聚酯板，在该板上镀涂一层氧化铟锡（ITO）、掺杂氟的氧化锡（FTO）或氧化锌（ZnO）导电膜，并通过激光刻蚀工艺将镀涂层刻蚀为共用电路，在所述板的另一面按X行、E列排列并设置LED焊盘11，按X行排列设置共用电路引出线X1～Xn及电极端，共用电路与LED焊盘11的共用端连接，完成基础层的制备；
1.2、制备绝缘层：将PI聚酰亚胺溶液用丝网或钢网印刷在基础层的镀涂层上，厚度：1～20um；低温预烤，时间：15～30分钟，温度：50～80℃；高温烘烤，时间：20～30分钟，温度：130～150℃；自然冷却至室温完成第一绝缘层12的制备；
1.3、制备电极层：选用含有纳米银碳的导电墨水，采用3D喷墨打印工艺在绝缘层上打印电极层电路，并按E列排列设置单用电路引出线E1及电极端，LED焊盘11的单用端与电极层电路连接；打印时底部烘烤，温度：80～130℃：打印厚度：200nm～2um；完成第一电极层的制备；
1.4、二次制备绝缘层：在步骤1.3的第一电极层上，采用步骤1.2完成第二绝缘层12的制备；
1.5、二次制备电极层：在步骤1.4的第二绝缘层上，采用步骤1.3完成第二电极层的制备；
1.6、绝缘层及电极层的交替制备：重复步骤1.2及步骤1.3，直至完成第N绝缘层及第N电极层的制备，柔性电路板1制作完成；
步骤2、在柔性电路板上粘贴LED发光器件
将数件LED发光器件3采用贴片机按X行、E列对应定向焊接在柔性电路板的LED焊盘11上，构成LED发光器件电路板；LED发光器件3采用锡（Sn）膏印刷波峰焊焊接，焊接温度低于250℃；对LED发光器件3采用铜银胶或铜胶为粘结材料，采用点胶工艺进行封装，封装后烘烤，烘烤温度：100～150℃；
步骤3、覆盖保护层
保护层2由透明的柔性保护胶制备，采用喷涂法、喷墨打印法或刷涂法将透明的柔性保护胶覆盖在柔性电路板的正面即设有LED发光器件11的一面，制得所述无机柔性LED彩色显示屏；其中，保护层的固化温度：130～150℃，固化时间30～60分钟。
参阅图6，本实施例的电极端由锡银包裹聚苯乙烯即PS-Sn-Ag导电微球采用精密点胶工艺制作。
所述的PS-Sn-Ag导电微球是在导电浆料溶剂内加入60～85%的PS-Sn-Ag微球作为导电填料；其中，导电填料的制备工艺如下：在磺化后的10～50um的PS微球表面先用氯化锡或氯化亚锡溶液进行敏化处理，氯化锡或氯化亚锡溶液的摩尔浓度为0.05～0.5mol/L；敏化时间：5～12小时；然后加入银源和还原剂，银源为硝酸银，还原剂为月桂段、硼氢化钠或葡萄糖；银源与还原根离子的比例1：1～4；还原银源实现纳米银颗粒在PS微球表面的着陆和生长，银的生长厚度为5～50nm；将该反应溶液离心分离，离心转速：2000转/分：离心时间： 5～10分钟；获得的沉淀物即为PS-Sn-Ag导电微球。
参阅图5，本实施例纳米银碳是指纳米颗粒包裹的碳纳米管；导电墨水是含有银离子的无颗粒墨水。
实施例2
参阅图1-3，本发明的制备包括以下具体步骤：
步骤1、制作柔性电路板
所述柔性电路板由一层基础层4、多层绝缘层12及多层电极层构成，基础层4为底层，绝缘层12及电极层依次交替设置于基础层上；
1.1、制备基础层：选用 PI聚酰亚胺板，在该板上镀涂一层氧化铟锡（ITO）、掺杂氟的氧化锡（FTO）或氧化锌（ZnO）导电膜，并通过激光刻蚀工艺将镀涂层刻蚀为共用电路，在所述板的另一面按X行、E列排列并设置LED焊盘11，按X行排列设置共用电路引出线X1～Xn及电极端，共用电路与LED焊盘11的共用端连接，完成基础层的制备；
1.2、制备绝缘层：将PDMS聚二甲基硅氧烷胶用丝网或钢网印刷在基础层的镀涂层上，厚度：1～20um；低温预烤，时间：15～30分钟，温度：50～80℃；高温烘烤，时间：20～30分钟，温度：130～150℃；自然冷却至室温完成第一绝缘层12的制备；
1.3、制备电极层：选用含有纳米银碳的导电墨水，采用3D喷墨打印工艺在绝缘层上打印电极层电路，并按E列排列设置单用电路引出线E1及电极端，LED焊盘11的单用端与电极层电路连接；打印时底部烘烤，温度：80～130℃：打印厚度：200nm～2um；完成第一电极层的制备；
1.4、二次制备绝缘层：在步骤1.3的第一电极层上，采用步骤1.2完成第二绝缘层12的制备；
1.5、二次制备电极层：在步骤1.4的第二绝缘层上，采用步骤1.3完成第二电极层的制备；
1.6、绝缘层及电极层的交替制备：重复步骤1.2及步骤1.3，直至完成第N绝缘层及第N电极层的制备，柔性电路板制1作完成；
步骤2、在柔性电路板上粘贴LED发光器件
将数件LED发光器件3采用贴片机按X行、E列对应定向焊接在柔性电路板的LED焊盘11上，构成LED发光器件电路板；LED发光器件3采用锡（Sn）膏印刷波峰焊焊接，焊接温度低于250℃；对LED发光器件3采用铜银胶或铜胶为粘结材料，采用点胶工艺进行封装，封装后烘烤，烘烤温度：100～150℃；
步骤3、覆盖保护层
保护层2由透明的柔性保护胶制备，采用喷涂法、喷墨打印法或刷涂法将透明的柔性保护胶覆盖在柔性电路板的正面即设有LED发光器件11的一面，制得所述无机柔性LED彩色显示屏；其中，保护层的固化温度：130～150℃，固化时间30～60分钟。
参阅图6，本实施例的电极端由锡银包裹聚苯乙烯即PS-Sn-Ag导电微球采用钢网印刷工艺制作。
所述的PS-Sn-Ag导电微球是在导电浆料溶剂内加入60～85%的PS-Sn-Ag微球作为导电填料；其中，导电填料的制备工艺如下：在磺化后的10～50um的PS微球表面先用氯化锡或氯化亚锡溶液进行敏化处理，氯化锡或氯化亚锡溶液的摩尔浓度为0.05～0.5mol/L；敏化时间：5～12小时；然后加入银源和还原剂，银源为硝酸银，还原剂为月桂段、硼氢化钠或葡萄糖；银源与还原根离子的比例1：1～4；还原银源实现纳米银颗粒在PS微球表面的着陆和生长，银的生长厚度为5～50nm；将该反应溶液离心分离，离心转速：2000转/分：离心时间： 5～10分钟；获得的沉淀物即为PS-Sn-Ag导电微球。
参阅图4，本实施例纳米银碳是纳米银颗粒复合的石墨烯；导电墨水是含有银离子的无颗粒墨水。
Claims (5)
1.一种无机柔性LED彩色显示屏的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：
步骤1、制作柔性电路板
所述柔性电路板由一层基础层、多层绝缘层及多层电极层构成，基础层为底层，绝缘层及电极层依次交替设置于基础层上；
1.1、制备基础层：选用 PET聚酯板或PI聚酰亚胺板，在该板上镀涂一层氧化铟锡（ITO）、掺杂氟的氧化锡（FTO）或氧化锌（ZnO）导电膜，并通过激光刻蚀工艺将镀涂层刻蚀为共用电路，在所述板的另一面按X行、E列排列并设置LED焊盘，按X行排列设置共用电路引出线及电极端，共用电路与LED焊盘的共用端连接，完成基础层的制备；
1.2、制备绝缘层：将PI聚酰亚胺溶液或PDMS聚二甲基硅氧烷胶用丝网或钢网印刷在基础层的镀涂层上，厚度：1～20um；低温预烤，时间：15～30分钟，温度：50～80℃；高温烘烤，时间：20～30分钟，温度：130～150℃；自然冷却至室温完成第一绝缘层的制备；
1.3、制备电极层：选用含有纳米银碳的导电墨水，采用3D喷墨打印工艺在绝缘层上打印电极层电路，并按E列排列设置单用电路引出线及电极端，LED焊盘的单用端与电极层电路连接；打印时底部烘烤，温度：80～130℃：打印厚度：200nm～2um；完成第一电极层的制备；
1.4、二次制备绝缘层：在步骤1.3的第一电极层上，采用步骤1.2完成第二绝缘层的制备；
1.5、二次制备电极层：在步骤1.4的第二绝缘层上，采用步骤1.3完成第二电极层的制备；
1.6、绝缘层及电极层的交替制备：重复步骤1.2及步骤1.3，直至完成第N绝缘层及第N电极层的制备，柔性电路板制作完成；
步骤2、在柔性电路板上粘贴LED发光器件
将数件LED发光器件采用贴片机按X行、E列对应定向焊接在柔性电路板的LED焊盘上，构成LED发光器件电路板；LED发光器件采用锡（Sn）膏印刷波峰焊焊接，焊接温度低于250℃；对LED发光器件采用铜银胶或铜胶为粘结材料，采用点胶工艺进行封装，封装后烘烤，烘烤温度：100～150℃；
步骤3、覆盖保护层
保护层由透明的柔性保护胶制备，采用喷涂法、喷墨打印法或刷涂法将透明的柔性保护胶覆盖在柔性电路板的正面即设有LED发光器件的一面，制得所述无机柔性LED彩色显示屏；其中，保护层的固化温度：130～150℃，固化时间30～60分钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的电极端由锡银包裹聚苯乙烯即PS-Sn-Ag导电微球采用精密点胶工艺或钢网印刷工艺制作。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的PS-Sn-Ag导电微球是在导电浆料溶剂内加入60～85%的PS-Sn-Ag微球作为导电填料；其中，导电填料的制备工艺如下：在磺化后的10～50um的PS微球表面先用氯化锡或氯化亚锡溶液进行敏化处理，氯化锡或氯化亚锡溶液的摩尔浓度为0.05～0.5mol/L；敏化时间：5～12小时；然后加入银源和还原剂，银源为硝酸银，还原剂为月桂段、硼氢化钠或葡萄糖；银源与还原根离子的比例1：1～4；还原银源实现纳米银颗粒在PS微球表面的着陆和生长，银的生长厚度为5～50nm；将该反应溶液离心分离，离心转速：2000转/分：离心时间： 5～10分钟；获得的沉淀物即为PS-Sn-Ag导电微球。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米银碳是指纳米银颗粒包裹的碳纳米管或者纳米银颗粒复合的石墨烯；所述导电墨水是含有银离子的无颗粒墨水。
5.一种权利要求1所述方法制备的无机柔性LED彩色显示屏。
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- 2018-07-02 CN CN201810709284.XA patent/CN108630115A/zh not_active Withdrawn
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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 | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20181009 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |