CN109872642A - 小间距led显示模块及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小间距LED显示模块及其制作方法。该小间距LED显示模块包括安装基板、LED灯板及保护胶体；LED灯板包括电路板和间隔设置在电路板上的多个LED，电路板设置在安装基板的一侧表面上，LED设置在电路板的远离安装基板的一侧表面上；保护胶体包括第一胶体部和第二胶体部，第一胶体部设置在各LED之间的间隙中；第二胶体部位于第一胶体部和LED的上表面上，第二胶体部的厚度小于1.0mm，保护胶体的原料包括可固化胶水和染料，染料用于调整LED发出的光中的蓝光的波长范围。该小间距LED显示模块兼顾了良好的LED防护、良好的光学性能及人眼健康防护性能。

Description

小间距LED显示模块及其制作方法

技术领域

本发明涉及LED显示技术领域，具体而言，涉及一种小间距LED显示模块及其制作方法。

背景技术

LED显示屏是由LED点阵组成，通过灯珠的亮灭来显示文字、图片，内容可以随时更换，各部分组件都是模块化结构的显示器件。LED显示模块通常包括安装基板和LED灯板，LED灯板包括电路板和位于电路板上的多个阵列排布的LED，根据LED之间间距的大小，LED显示模块分为大间距型和小间距型。

对于小间距LED显示模块而言，其本身具有不防水的特性，同时LED的焊接力小、靠近灯板边缘，这就导致了裸露的LED显示模块容易出现磕灯、表面不容易清理、LED湿气过大时会出现死灯等种种问题，这就需要对其进行封装。现有的对于小间距LED显示模块的封装主要有以下几种方式：1)COB封胶工艺：该工艺存在变形大、工艺控制困难、成品率较低的问题。2)采用整体玻璃或塑料板进行封装：该方法LED显示模块的尺寸容易受局限，且安装、运输比较困难。3)镀膜工艺：成本较高。4)注胶工艺：该法会降低LED显示模块的光学性能，摩尔纹问题较为严重。除此以外，传统的防护方式还存在发出光中蓝光偏多的问题，蓝光中的多数波长范围都会对人眼有很大伤害。

基于以上原因，有必要提供一种简单可靠、成本较低、光学性能较高且对人眼具有健康防护作用的小间距LED显示模块结构及制作方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种小间距LED显示模块及其制作方法，以解决现有技术中小间距LED显示模块在LED防护工艺方面无法兼顾高可靠性、低成本、良好的光学性能及人眼健康防护的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种小间距LED显示模块，其包括：安装基板；LED灯板，LED灯板包括电路板和间隔设置在电路板上的多个LED，电路板设置在安装基板的一侧表面上，LED设置在电路板的远离安装基板的一侧表面上；以及保护胶体，保护胶体包括第一胶体部和第二胶体部，第一胶体部设置在各LED之间的间隙中；第二胶体部位于第一胶体部和LED的上表面上，第二胶体部的厚度小1.0mm；保护胶体的原料包括可固化胶水和染料和混光剂，染料用于调整LED发出的光中的蓝光的波长范围。

进一步地，可固化胶水为常温固化型胶水；优选地，常温固化型胶水选自环氧树脂胶和/或改性硅胶。

进一步地，染料选自双酚a环氧蓝色染料；优选地，每千克可固化胶水中染料的用量为5～10毫克。

进一步地，保护胶体的原料还包括混光剂；优选地，混光剂的用量占可固化胶水重量的0.05～0.2％；优选地，混光剂选自二氧化硅。

根据本发明的另一方面，还提供了一种小间距LED显示模块的制作方法，其包括以下步骤：提供安装基板；在安装基板的一侧表面上设置LED灯板，LED灯板包括电路板和间隔设置在电路板上的多个LED，电路板设置在安装基板的一侧表面上，LED设置在电路板的远离安装基板的一侧表面上；在可固化胶水中加入染料和可选的混光剂得到混合胶水，然后采用混合胶水向LED灯板的远离安装基板的一侧进行灌胶；利用平板对承载有混合胶水的一侧进行压合，使混合胶水进入各LED之间的间隙中并将多余的混合胶水挤出，然后进行固化以形成保护胶体，进而形成预制模块；移除预制模块中的平板，形成小间距LED显示模块。

进一步地，灌胶过程在真空环境中进行。

进一步地，灌胶的步骤包括：采用胶枪在LED灯板的远离安装基板的一侧上方进行往复运动，在往复运动的同时进行出胶。

进一步地，可固化胶水为常温固化型胶水，优选常温固化型胶水选自环氧树脂胶和/或改性硅胶。

进一步地，平板为钢化膜或聚碳酸酯塑料板或亚克力板；优选地，平板的厚度为0.1～1.0mm。

进一步地，压合过程中的压力为0.005～0.04MPa，固化过程中的固化时间为0.5～6h。

本发明提供了一种小间距LED显示模块，其包括安装基板、LED灯板和保护胶体。LED灯板包括电路板和间隔设置在电路板上的多个LED，电路板设置在安装基板的一侧表面上，LED设置在电路板的远离安装基板的一侧表面上；保护胶体包括第一胶体部和第二胶体部，第一胶体部设置在各LED之间的间隙中；第二胶体部位于第一胶体部和LED的上表面上，第二胶体部的厚度小于1.0mm，保护胶体的原料包括可固化胶水和染料，染料用于调整LED发出的光中的蓝光的波长范围。

本发明提供的上述小间距LED显示模块，在各LED之间的间隙中以及上方设置了保护胶体，且保护胶体包括第一胶体部和第二胶体部。这样，位于间隙中的第一胶体部和位于LED上方的第二胶体部对各LED能够起到很好的保护作用，能够有效防止LED的磕灯和因湿气过大导致的死灯问题。同时，由于第二胶体部同时位于各LED和第一胶体部的上方，这就使得LED灯板表面的清理更为容易。另外，第二胶体部的厚度小于1.0mm，较薄的厚度有利于提高保护胶体的减反射效应，从而降低保护胶体带来的摩尔纹问题，使本发明的小间距LED显示模块在更好地防护LED的同时具有较好的防眩光性能，保持较高的光学性能。此外，在保护胶体中添加染料，可以有效调整LED发出的光中的蓝光的波长范围，从而有利于人眼的健康。除了以上优势以外，该保护胶体的加工方式简单，加工方便可靠，适于工业化大规模应用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明一种实施例的小间距LED显示模块的结构示意图；

图2示出了图1所示的小间距LED显示模块结构的剖视图；

图3示出了本发明一种实施例的小间距LED显示模块制作方法中灌胶过程的示意图；

图4示出了本发明一种实施例的小间距LED显示模块制作方法中平板压合过程的示意图；

图5示出了本发明一种实施例的小间距LED显示模块制作方法中固化过程的示意图；

图6示出了本发明一种实施例的小间距LED显示模块制作方法中移除预制模块中平板过程的示意图；

图7示出了本发明实施例1制作的小间距LED显示模块的摩尔纹显示图像；

图8示出了对比例1制作的小间距LED显示模块的摩尔纹显示图像。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

正如背景技术部分所描述的，现有技术中小间距LED显示模块在LED防护工艺方面无法兼顾高可靠性、低成本、良好的光学性能及人眼健康防护。

为了解决这一问题，本发明提供了一种小间距LED显示模块，如图1和2所示，该小间距LED显示模块包括安装基板10、LED灯板20及保护胶体30；LED灯板20包括电路板21和间隔设置在电路板21上的多个LED22，电路板21设置在安装基板10的一侧表面上，LED22设置在电路板21的远离安装基板10的一侧表面上；保护胶体30包括第一胶体部31和第二胶体部32，第一胶体部31设置在各LED22之间的间隙中；第二胶体部32位于第一胶体部31和LED22的上表面上，第二胶体部32的厚度小于1.0mm，保护胶体30的原料包括可固化胶水和染料，染料用于调整LED22发出的光中的蓝光的波长范围。

本发明提供的上述小间距LED显示模块，在各LED之间的间隙中以及上方设置了保护胶体30，且保护胶体30包括第一胶体部31和第二胶体部32。这样，位于间隙中的第一胶体部31和位于LED上方的第二胶体部32对各LED能够起到很好的保护作用，能够有效防止LED22的磕灯和因湿气过大导致的死灯问题。同时，由于第二胶体部32同时位于各LED22和第一胶体部的上方，这就使得LED灯板20表面的清理更为容易。另外，第二胶体部32的厚度小于1.0mm，较薄的厚度有利于提高保护胶体的减反射效应，从而降低保护胶体带来的摩尔纹问题，使本发明的小间距LED显示模块在更好地防护LED22的同时具有较好的防眩光性能，保持较高的光学性能。此外，在保护胶体30中添加染料和混光剂，可以有效调整LED发出的光中的蓝光的波长范围，从而有利于人眼的健康。除了以上优势以外，该保护胶体的加工方式简单，加工方便可靠，适于工业化大规模应用。

需要说明的是，第一胶体部31和第二胶体部32之间是直接相接触的，且二者没有分界线，图2中只是为了方便结构描述将保护胶体30位于间隙中的一部分表示为第一胶体部31，且第一胶体部31远离电路板21一侧的表面与LED22远离电路板21一侧的表面平齐，然后将保护胶体30高于缝隙和LED22的部分表示为第二胶体部32。

此处还需要说明的是，正是因为第二胶体部32的厚度很薄，模块间出光角度的一致性较高，这也能够使LED显示屏具有较好的防眩光性能，光学性能更佳。在实际应用过程中，第二胶体部32的厚度越薄越好，考虑到加工方便等因素，优选第二胶体部32的厚度小于1.0mm且大于0.1mm。

另外，上述染料用于“调整”LED22发出的光中的蓝光和绿光的波长范围，指的是将原来LED发出光中的蓝光波长范围改变成和原本蓝光波长范围不一样的范围。优选地，将蓝光从原来的波长462～476nm调整至456～474nm，这样就适度增加了蓝光的波长范围，有原来的波长跨度为14nm增加到了跨度18nm，更有利于人眼健康。

在一种优选的实施方式中，可固化胶水为常温固化型胶水。选用常温固化型胶水能够进一步简化工艺，且有利于防止加热变形等问题。优选地，常温固化型胶水选自树脂胶，优选为环氧树脂胶和/或改性硅胶。上述几种胶水固化时间和粘度更为适宜，在具体的加工过程中，依靠良好的流动性能够快速充满LED22之间的缝隙用以形成第一胶体部31，且多余的胶水也能够快速地被清理，形成厚度较薄的第二胶体部32。

在一种优选的实施方式中，染料选自双酚a环氧蓝色染料。该染料对于蓝光的波长均具有明显调整能力。优选地，每千克可固化胶水中染料的用量为5～10毫克。

为了进一步改善显示效果，在一种优选的实施方式中，保护胶体30的原料还包括混光剂。加入混光剂可以扩大LED屏幕的视角，从而改善屏幕显示效果。优选地，混光剂的用量占可固化胶水重量的0.05～0.2％；优选地，混光剂选自二氧化硅。

根据本发明的另一方面，还提供了一种小间距LED显示模块的制作方法，其包括以下步骤：提供安装基板10；在安装基板10的一侧表面上设置LED灯板20，LED灯板20包括电路板21和间隔设置在电路板21上的多个LED22，电路板21设置在安装基板10的一侧表面上，LED22设置在电路板21的远离安装基板10的一侧表面上；在可固化胶水中加入染料和可选的混光剂得到混合胶水(此处的可选的是指加入混光剂或者不加入混光剂)，然后采用混合胶水向LED灯板20的远离安装基板10的一侧进行灌胶；利用平板对承载有混合胶水的一侧进行压合，使混合胶水进入各LED22之间的间隙中并将多余的胶水挤出，然后进行固化以形成保护胶体30，进而形成预制模块；移除预制模块中的平板，形成小间距LED显示模块。

本发明提供的上述制作方法工艺简单可靠，如图3所示，在灌胶的过程中，混合胶水能够流入LED灯板20上各LED22之间的间隔缝隙中，该过程中，除了流入各LED22之间的胶水以外，还有一些胶水会留在LED22上方，利用平板b对承载有混合胶水的一侧进行压合，能够使混合胶水进一步充满各LED22之间的间隙中，并将多余的混合胶水挤出(如图4所示)。挤出多余的混合胶水之后，如图5所示，在压板压合的状态下进行固化以形成包括第一胶体部31和第二胶体部32的保护胶体30，进而形成了预制模块。其次，如图6所示，将预制模块中的平板b移除之后，即可得到小间距LED显示模块，该显示模块中，第一胶体部31远离电路板21一侧的表面与LED22远离电路板21一侧的表面平齐，第二胶体部32位于第一胶体部31和LED22的上表面上，第二胶体部32的厚度小于1.0mm。

位于间隙中的第一胶体部31和位于LED上方的第二胶体部32对各LED能够起到很好的保护作用，能够有效防止LED22的磕灯和因湿气过大导致的死灯问题。同时，由于第二胶体部32同时位于各LED22和第一胶体部的上方，这就使得LED灯板20表面的清理更为容易。另外，第二胶体部32的厚度小于1.0mm，较薄的厚度有利于提高保护胶体的减反射效应，从而降低保护胶体带来的摩尔纹问题，使本发明的小间距LED显示模块在更好地防护LED22的同时具有较好的防眩光性能，保持较高的光学性能。此外，在保护胶体30中添加染料可以有效调整LED发出的光中的蓝光的波长范围，从而有利于人眼的健康。除了以上优势以外，该保护胶体30的加工方式简单，利用“灌胶—平板压合—固化”一体化成型保护胶体30，无需复杂设备，加工方便可靠，适于工业化大规模应用。

在实际的制作过程中，待形成保护胶体30以后，可以对按照尺寸要求对LED显示模块进行外形切割。

在一种优选的实施方式中，灌胶过程在真空环境中进行。这样有利于去除LED22间隙中的空气，减少气泡，使胶水更充分地充满间隙。

在一种优选的实施方式中，如图3所示，灌胶的步骤包括：采用胶枪a在LED灯板20的远离安装基板10的一侧上方进行往复运动，在往复运动的同时进行出胶。这样进行灌胶，混合胶水能够更平稳地流入间隙中，且出胶过程及胶水流动过程中产生的气泡很少，有利于提高保护胶体30的整体性，以对每一个LED22都能起到更好地防护作用。

在一种优选的实施方式中，可固化胶水为常温固化型胶水。选用常温固化型胶水能够进一步简化工艺，且有利于防止加热变形等问题。优选地，常温固化型胶水选自树脂胶，优选为环氧树脂胶和/或。上述几种胶水固化时间和粘度更为适宜，在具体的加工过程中，依靠良好的流动性能够快速充满LED22之间的缝隙用以形成第一胶体部31，且多余的胶水也能够快速地被清理，形成厚度较薄的第二胶体部32。

在一种优选的实施方式中，平板b的厚度为0.1～1.mm。这样厚度的平板b更容易从LED22和保护胶体30的表面移除，有利于进一步降低加工难度。

在一种优选的实施方式中，压合过程中的压力为0.005～0.04MPa，固化过程中的固化时间为0.5～6h。在具体的操作过程中，固化过程中可以在平板b上方用压块c压住进行固化，固化完全后再将压块c挪走，将平板b移除即可。另外，由于本发明采用的是平板压合的方式，在进行胶水固化之前，可以对平板压合进行二次调整，这样就能够更彻底地排出平板和胶水、LED22之间的气体。

以下根据实施例进一步说明本发明的有益效果：

实施例1

该实施例制作了小间距LED显示模块，具体工艺如下：

选用型号为TVH2.5的设置在安装基板上的LED灯板，其LED的点间距为2.5mm，尺寸为200×150mm；

采用常温固化环氧树脂胶，并在其中添加染料(双酚a环氧蓝色染料，1千克掺入10毫克染料)和0.05wt％的混光剂(二氧化硅扩散粉)，然后向LED灯板的远离安装基板的一侧进行灌胶；

其次，利用厚度为1mm的亚克力平板对承载有胶水的一侧进行压合(压力0.04MPa)，使胶水进入各LED之间的间隙中并将多余的胶水挤出，然后进行固化(6h)以形成保护胶体，进而形成预制模块；保护胶体包括第一胶体部和第二胶体部，第一胶体部设置在各LED之间的间隙中；第二胶体部位于第一胶体部和LED的上表面上，第二胶体部的厚度为0.1mm。

移除预制模块中的平板，形成小间距LED显示模块。

对上述小间距LED显示模块的性能进行表征，用反射率检测仪检测模块表面的反射率，可见光反射率为0.2％。将该小间距LED显示模块原始图像转换为灰度图像，然后经傅里叶变换得到的摩尔纹显示图像如图7所示。另外，采用积分球测试，显示模块发出的蓝光波长范围为456～474nm。

实施例2

该实施例中小间距LED显示模块的制作工艺同实施例1，不同之处在于：

采用常温固化环氧树脂胶，并在其中添加染料(双酚a环氧蓝色染料，1千克掺入5毫克染料)和0.2wt％的混光剂(二氧化硅扩散粉)。

对上述小间距LED显示模块的性能进行表征，用反射率检测仪检测模块表面的反射率，可见光反射率为0.2％。另外，采用积分球测试，显示模块发出的蓝光波长范围为456～474nm。

对比例1

该对比例制作了小间距LED显示模块，具体工艺如下：

选用型号为TVH2.5的设置在安装基板上的LED灯板，其LED的点间距为2.5，尺寸为200×150mm；

使用玻璃对LED灯板进行封装，玻璃厚度为2mm，形成小间距LED显示模块。

对上述小间距LED显示模块的性能进行表征，用反射率检测仪检测模块表面的反射率，可见光反射率为8％。将该小间距LED显示模块原始图像转换为灰度图像，然后经傅里叶变换得到的摩尔纹显示图像如图8所示。另外，采用积分球测试，显示模块发出的蓝光波长范围为462～476nm。

由以上数据可知，本发明实施例中制作的小间距LED显示模块，可见光反射率明显降低，这可以有效削弱因背后强光导致画面变白之缺陷，使影像显示更加清晰。另外，由图7和图8之间的对比可知，本发明制作的小间距LED显示模块，摩尔纹明显减弱。可见，摩尔纹得到了明显削弱。总之，本发明制作的小间距LED显示模块具有更好的光学性能。此外，本发明对于小间距LED显示模块在LED防护工艺简单、可靠性高、成本也更低。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明提供的上述小间距LED显示模块，在各LED之间的间隙中以及上方设置了保护胶体，且保护胶体包括第一胶体部和第二胶体部。这样，位于间隙中的第一胶体部和位于LED上方的第二胶体部对各LED能够起到很好的保护作用，能够有效防止LED的磕灯和因湿气过大导致的死灯问题。同时，由于第二胶体部同时位于各LED和第一胶体部的上方，这就使得LED灯板表面的清理更为容易。另外，第二胶体部的厚度小于1.0mm，较薄的厚度和粗糙表面有利于提高保护胶体的减反射效应，从而降低保护胶体带来的摩尔纹问题，使本发明的小间距LED显示模块在更好地防护LED的同时具有较好的防眩光性能，保持较高的光学性能。此外，该保护胶体的加工方式简单，加工方便可靠，适于工业化大规模应用。而且，本发明提供的小间距LED显示模块的发光光线中蓝光的波长范围更大，有利于护眼。

具体地，本发明提供的小间距LED显示模块的制作方法具有以下几点优势：

工艺简单、操作容易，不需要复杂模具和工装，投入较小，成本低；

验证时间短(采用模具，要反复试验，周期长)；

可靠性高，尤其是采用常温固化型胶水，不需加温即可固化，保护胶层的变形小，不会对LED造成伤害；

固化前可以二次调整压膜的状况，彻底解决气泡；

用于压合的平板可以反复使用，模块表面一致性高，保证了LED显示模块的光学性能；

对人眼有害的蓝光的波长范围增加，有利于人眼健康。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小间距LED显示模块，其特征在于，包括：

安装基板(10)；

LED灯板(20)，所述LED灯板(20)包括电路板(21)和间隔设置在所述电路板(21)上的多个LED(22)，所述电路板(21)设置在所述安装基板(10)的一侧表面上，所述LED(22)设置在所述电路板(21)的远离所述安装基板(10)的一侧表面上；以及

保护胶体(30)，所述保护胶体(30)包括第一胶体部(31)和第二胶体部(32)，所述第一胶体部(31)设置在各所述LED(22)之间的间隙中；所述第二胶体部(32)位于所述第一胶体部(31)和所述LED(22)的上表面上，所述第二胶体部(32)的厚度小1.0mm；所述保护胶体(30)的原料包括可固化胶水和染料和混光剂，所述染料用于调整所述LED(22)发出的光中的蓝光的波长范围。

2.根据权利要求1所述的小间距LED显示模块，其特征在于，所述可固化胶水为常温固化型胶水；优选地，所述常温固化型胶水选自环氧树脂胶和/或改性硅胶。

3.根据权利要求1或2所述的小间距LED显示模块，其特征在于，所述染料选自双酚a环氧蓝色染料；优选地，每千克所述可固化胶水中所述染料的用量为5～10毫克。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的小间距LED显示模块，其特征在于，所述保护胶体(30)的原料还包括混光剂；优选地，所述混光剂的用量占所述可固化胶水重量的0.05～0.2％；优选地，所述混光剂选自二氧化硅。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的小间距LED显示模块的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供安装基板(10)；

在所述安装基板(10)的一侧表面上设置LED灯板(20)，所述LED灯板(20)包括电路板(21)和间隔设置在所述电路板(21)上的多个LED(22)，所述电路板(21)设置在所述安装基板(10)的一侧表面上，所述LED(22)设置在所述电路板(21)的远离所述安装基板(10)的一侧表面上；

在可固化胶水中加入染料和可选的混光剂得到混合胶水，然后采用所述混合胶水向所述LED灯板(20)的远离所述安装基板(10)的一侧进行灌胶；

利用平板对承载有所述混合胶水的一侧进行压合，使所述混合胶水进入各所述LED(22)之间的间隙中并将多余的所述混合胶水挤出，然后进行固化以形成保护胶体(30)，进而形成预制模块；

移除所述预制模块中的所述平板，形成所述小间距LED显示模块。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述灌胶过程在真空环境中进行。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述灌胶的步骤包括：采用胶枪在所述LED灯板(20)的远离所述安装基板(10)的一侧上方进行往复运动，在所述往复运动的同时进行出胶。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的制作方法，其特征在于，所述可固化胶水为常温固化型胶水，优选所述常温固化型胶水选自环氧树脂胶和/或改性硅胶。

9.根据权利要求5至7中任一项所述的制作方法，其特征在于，所述平板为钢化膜或聚碳酸酯塑料板或亚克力板；优选地，所述平板的厚度为0.1～1.0mm。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述压合过程中的压力为0.005～0.04MPa，所述固化过程中的固化时间为0.5～6h。