CN111915997A - 一种具有触摸功能的cob显示模组及led显示屏 - Google Patents

一种具有触摸功能的cob显示模组及led显示屏 Download PDF

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CN111915997A CN202010834823.XA CN202010834823A CN111915997A CN 111915997 A CN111915997 A CN 111915997A CN 202010834823 A CN202010834823 A CN 202010834823A CN 111915997 A CN111915997 A CN 111915997A
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张奇
何昆鹏
王启权
吴涵渠
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Abstract

本申请涉及一种具有触摸功能的COB显示模组及LED显示屏，其中，COB显示模组包括电路板、多个像素点、封装层、显示驱动芯片以及多个微型磁簧开关；电路板上阵列设置像素点和微型磁簧开关，其上覆盖封装层；微型磁簧开关包括至少一个磁簧片和至少一个开关触点，磁簧片通过开关触点，与电路板电连接；当有外部磁场靠近微型磁簧开关时，磁簧片磁化并产生位移，控制开关触点与电路板之间的电连接状态发生变化，通过检测开关触点的电连接状态的变化，确定触摸位置。通过在COB电路板上集成设置微型磁簧开关，来实现触控操作，拼接形成的LED显示屏整体尺寸比较下，也不需要设计额外的安装结构，结构简单，容易使用。

Description

一种具有触摸功能的COB显示模组及LED显示屏
技术领域
本申请涉及LED显示屏技术领域，特别是涉及一种具有触摸功能的COB显示模组及LED显示屏。
背景技术
随着LED显示技术的不断发展，LED显示屏在越来越多的场景中得到了应用。人们对显示画面的色彩、分辨率、细粒度要求越来越高，LED显示屏日益朝着小点间距、更加自然的色彩还原效果等高分辨率的方向发展。
为了实现更加小的点间距，LED显示行业，在最初的时期，主要是通过减小表面贴装LED尺寸的方式来实现的，逐步实现了3mm的点间距。为了实现小于1mm的点间距，行业内产生了COB(chip on board，即板上芯片)技术，将LED芯片直接封装在PCB板上，以形成一个COB模组，然后利用COB模组拼接形成LED显示屏。
同时，随着LED显示屏在室内场景下的使用逐渐增多，人们对于LED显示屏的交互操作的需求，也变得越来越高。其中，最为突出的就是触控操作。目前，LED显示屏上的触控技术，主要是基于红外或者超声波技术，需要在LED显示屏的四周边框上安装红外设备或者超声波设备。由此导致，现有带有触摸功能的LED显示屏，具有较大的边框结构；采用单独的红外设备或者超声波设备，安装复杂，成本较高。
发明内容
基于此，有必要针对现有LED显示屏的触控方案，存在设备尺寸较大、安装复杂的问题，提供一种具有触摸功能的COB显示模组及LED显示屏。
本申请一实施例公开了一种具有触摸功能的COB显示模组，包括电路板、多个像素点、封装层、至少一个显示驱动芯片以及多个微型磁簧开关；
所述电路板的一个端面上阵列设置所述像素点和微型磁簧开关，另一个端面上布设所述显示驱动芯片；所述显示驱动芯片，通过所述电路板中的线路，与所述像素点电连接，并控制所述像素点的工作状态；
所述封装层覆盖所述像素点、微型磁簧开关设置；
所述微型磁簧开关包括至少一个磁簧片和至少一个开关触点，所述磁簧片通过所述开关触点，与所述电路板电连接；当有外部磁场靠近所述微型磁簧开关时，所述磁簧片磁化并产生位移，控制所述开关触点与电路板之间的电连接状态发生变化，通过检测所述开关触点的电连接状态的变化，确定触摸位置。
在一些实施例中，所述微型磁簧开关包括开关外壳、1个磁簧片以及2个开关触点，所述开关外壳与所述电路板固定连接，所述开关触点、磁簧片设置在所述开关外壳的内部；所述开关触点与所述电路板电连接，所述磁簧片活动的放置在所述开关触点上；
当没有外部磁场时，所述磁簧片与所述开关触点接触并电连接，两个所述开关触点之间电连接；
当有外部磁场靠近所述微型磁簧开关时，所述磁簧片磁化而产生极性，所述磁簧片受到向外的磁力作用并向上移动，所述磁簧片与所述开关触点分离，两个开关触点之间断开电连接。
在一些实施例中，所述微型磁簧开关包括开关外壳、一个磁簧片以及一个开关触点，所述开关外壳与所述电路板固定连接，所述开关触点、磁簧片设置在所述开关外壳的内部；所述开关触点与所述电路板电连接；所述磁簧片的一端与所述电路板固定并电连接，所述磁簧片的自由端放置在所述开关触点上；
当没有外部磁场时，所述磁簧片的自由端与所述开关触点接触并形成电连接，使得所述开关触点具有第一电平；
当有外部磁场靠近所述微型磁簧开关时，所述磁簧片的自由端磁化而产生极性，所述磁簧片的自由端受到向外的磁力作用并向上移动，与所述开关触点分离，所述开关触点具有第二电平；通过检测所述开关触点的电平变化，确定触摸位置。
在一些实施例中，所述微型磁簧开关包括开关外壳、两个磁簧片以及两个开关触点，所述开关外壳与所述电路板固定连接，所述开关触点、磁簧片设置在所述开关外壳的内部；所述开关触点与所述电路板电连接，所述磁簧片的一端与所述开关触点固定并电连接；
当没有外部磁场时，两个磁簧片的自由端之间具有一定的间隙，两个开关触点之间断开连接；
当有外部磁场靠近所述微型磁簧开关时，所述磁簧片的自由端磁化而产生极性，两个磁簧片的自由端产生的极性相异，而接触在一起，两个开关触点之间实现电连接。
在一些实施例中，所述微型磁簧开关，还包括微型弹性件，夹持设置在所述磁簧片与所述开关外壳之间。
在一些实施例中，所述磁簧片与所述开关触点接触的部位，设置有一层非磁性的触点材料。
在一些实施例中，所述磁簧片由铁磁材料制成。
在一些实施例中，所述微型磁簧开关与所述像素点一一对应设置。
本申请另一实施例还公开了一种LED显示屏，包括若干COB显示模组，多个COB显示模组拼接形成LED显示屏；所述COB显示模组为前述任一项实施例所述的具有触摸功能的COB显示模组。
在一些实施例中，还包括触摸控制芯片，用于扫面检测所有COB显示模组上的微型磁簧开关的电连接状态的变化，识别出触摸位置。
本申请实施例提供的COB显示模组，通过电路板上阵列设置微型磁簧开关，其中的磁簧片在外部磁场作用下磁化并产生位移，从而让与之关联的开关触点的电连接状态产生变化，以检测出触摸操作，实现触控操作。通过在COB电路板上集成设置微型磁簧开关，来实现触控操作，在拼接形成的LED显示屏上，不需要设置附加的检测设备，不需要设计宽大的边框，整体尺寸比较下，也不需要设计额外的安装结构，结构简单，容易使用。
附图说明
图1为本申请一实施例的COB显示模组在正面视角下的结构示意图；
图2为本申请另一实施例的COB显示模组在正面视角下的结构示意图；；
图3为本申请一实施例的COB显示模组的剖面结构示意图；
图4为本申请另一实施例的COB显示模组的剖面结构示意图；
图5为本申请一实施例中微型磁簧开关的结构示意图；
图6为本申请一实施例中微型磁簧开关在外部磁场作用下的结构变化示意图；
图7为本申请另一实施例中微型磁簧开关的结构示意图；
图8为本申请另一实施例中微型磁簧开关在外部磁场作用下的结构变化示意图；
图9为本申请又一实施例中微型磁簧开关的结构示意图；
图10为本申请又一实施例中微型磁簧开关在外部磁场作用下的结构变化示意图；
图11为本申请一实施例的LED显示屏的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1、3及5所示，本申请一实施例公开了一种具有触摸功能的COB显示模组10，包括电路板100、多个像素点200、封装层300、至少一个显示驱动芯片520以及多个微型磁簧开关400；
电路板100的一个端面上阵列设置像素点200和微型磁簧开关400，另一个端面上布设显示驱动芯片520；显示驱动芯片520，通过电路板100中的线路，与像素点200电连接，并控制像素点200的工作状态；
封装层300覆盖像素点200、微型磁簧开关400设置，以对像素点200、微型磁簧开关400提供防护；
微型磁簧开关400包括至少一个磁簧片410和至少一个开关触点401，磁簧片410通过开关触点401，与电路板100电连接；当有磁场靠近微型磁簧开关400时，磁簧片410磁化并产生位移，开关触点401与电路板100之间的电连接状态发生变化，通过检测开关触点401的电连接状态变化，即可确定触摸位置。
如图1所示，微型磁簧开关400，可以与像素点200一一对应设置。为了增强触摸操作的细粒度，如图2所示，微型磁簧开关400的数量可以多余像素点200的数量。示例的，如图2所示，微型磁簧开关400可以环绕每个像素点200设置。
磁簧片410由铁磁材料制成，在外部磁场的作用下，可以被磁化而产生极性，进而在磁力作用下，产生位移。示例的，磁簧片410，可以由铁、钴、镍等单一金属或者合金制成。可以理解的是，磁簧片410也可以选择非金属磁性材料制成，比如铁氧体等。
本申请实施例提供的COB显示模组，通过电路板上阵列设置微型磁簧开关，其中的磁簧片在外部磁场作用下磁化并产生位移，从而让与之关联的开关触点的电连接状态产生变化，以检测出触摸操作，实现触控操作。通过在COB电路板上集成设置微型磁簧开关，来实现触控操作，在拼接形成的LED显示屏上，不需要设置附加的检测设备，不需要设计宽大的边框，整体尺寸比较下，也不需要设计额外的安装结构，结构简单，容易使用。
在一些实施例中，如图5-6所示，微型磁簧开关400包括开关外壳450、一个磁簧片410以及2个开关触点401，开关外壳450与电路板100固定连接，开关触点401、磁簧片410设置在开关外壳450的内部；开关触点401与电路板100电连接，磁簧片410活动的放置在开关触点401上；当没有外部磁场时，磁簧片410受到重力的作用，与开关触点401接触并形成电连接，使得两个开关触点401之间电连接；当有外部磁场靠近微型磁簧开关400时，磁簧片410磁化而产生极性，磁簧片410受到向外的磁力作用，向上移动，而与开关触点401分离，两个开关触点401之间断开电连接。外部磁场，可以是具有磁场的触摸笔。通过检测两个开关触点401之间的电连接状态的变化，即可确定有触摸操作；通过对阵列设置的微型磁簧开关400的扫描检测，即可确定出触摸位置，进而实现触摸操控。
开关触点401，可以是电路板100上单独设置的触点结构，也可以复用电路板100上的焊盘。
为了增强磁簧片410与开关触点401之间电气连接性能，在磁簧片410上，与开关触点401接触的部位，还可以镀一层非磁性的触点材料，比如铑、钌或铱等，以降低接触的阻抗，提升抗磨损性能，延长使用寿命。
进一步的，如图5所示，为了保证在无外部磁场作用时，磁簧片410与开关触点401保持电连接，尤其是，当移除了外部磁场时，磁簧片410能够尽快恢复与开关触点401的电连接状态，以完成对下一次触控检测的准备，微型磁簧开关400，还可以包括微型弹性件430，夹持设置在磁簧片410与开关外壳450之间。微型弹性件430可以处于压缩状态，从而能够向外提供压力。
在无外部磁场作用下，微型弹性件430提供的压力，可以让磁簧片410保持与开关触点401之间的接触与电连接。在有外部磁场作用时，磁簧片410磁化后产生的磁力足够大，可以抵消微型弹性件430的压力，并让磁簧片410向上移动，磁簧片410可以脱离与开关触点401的接触。此时，微型弹性件430可以被进一步压缩。当外部磁场消失时，微型弹性件430向外的压力，可以让磁簧片410快速回落，保持与开关触点401的接触以及电连接，以准备应对下一次的触摸操作。
在一些实施例中，如图7及图8所示，微型磁簧开关400可以包括开关外壳450、一个磁簧片410以及一个开关触点401，开关外壳450与电路板100固定连接，开关触点401、磁簧片410设置在开关外壳450的内部；开关触点401与电路板100电连接；磁簧片410的一端与电路板100固定并电连接，磁簧片410的自由端放置在开关触点401上；当没有外部磁场时，磁簧片410的自由端受到重力的作用，与开关触点401接触并形成电连接，使得开关触点401具有第一电平；当有外部磁场靠近微型磁簧开关400时，磁簧片410的自由端磁化而产生极性，磁簧片410的自由端受到向外的磁力作用，向上移动，而与开关触点401分离，开关触点401具有第二电平。第一电平和第二电平不相同，通过检测开关触点401的电平变化，即可确定出触摸位置。
与图5公开的微型磁簧开关400相比，图7中，微型磁簧开关400中的磁簧片410的一端与电路板100固定并电连接，开关触点401也仅设置有一个，对应磁簧片410的自由端。示例的，磁簧片410的一端可以焊接在电路板100上的焊盘，从而与电路板100固定并电连接；而开关触点401，也可以复用电路板100上的焊盘。
为了增强磁簧片410与开关触点401之间电气连接性能，在磁簧片410上，与开关触点401接触的部位，还可以镀一层非磁性的触点材料，比如铑、钌或铱等，以降低接触的阻抗，提升抗磨损性能，延长使用寿命。
进一步的，如图7所示，微型磁簧开关400，还可以包括微型弹性件430，夹持设置在磁簧片410与开关外壳450之间。微型弹性件430可以处于压缩状态，从而能够向外提供压力。如此，当移除了外部磁场时，磁簧片410的自由端可以快速恢复到与开关触点401的电连接状态，以完成对下一次触控检测的准备。
在一些实施例中，如图9及图10所示，微型磁簧开关400可以包括开关外壳450、两个磁簧片410以及两个开关触点401，开关外壳450与电路板100固定连接，开关触点401、磁簧片410设置在开关外壳450的内部；开关触点401与电路板100电连接，磁簧片410的一端与开关触点401固定并电连接；当没有外部磁场时，两个磁簧片410的自由端之间具有一定的间隙，两个开关触点401断开连接；当有外部磁场靠近微型磁簧开关400时，磁簧片410的自由端磁化而产生极性，两个磁簧片410的自由端产生的极性相异，从而相互吸引而接触在一起，两个开关触点401实现电连接。开关触点401，可以是电路板100上的焊盘。
可以理解的是，在图5-10示出的多个微型磁簧开关400中，开关外壳450可以将开关触点401、磁簧片410密封在内部。为了实现进一步的防护效果，在开关外壳450内部，还可以填充氮气、水银等防护流体，来保护开关触点401和磁簧片410，增加使用寿命。可以理解的是，也可以在开关外壳450内部抽真空，来保护开关触点401和磁簧片410，增加使用寿命。
在一些实施例中，如图3所示，COB显示模组10，还可以包括触摸控制芯片540，与微型磁簧开关400电连接，用于检测所有微型磁簧开关400中的开关触点401的电连接状态的变化，识别出触摸操作的位置。如此，可以在单个COB显示模组10的层面上，获取到触摸操作的位置。当拼接形成LED显示屏时，直接读取COB显示模组10上的触摸控制芯片540的数据，即可分析确定触摸操作在LED显示屏上的位置。
可以理解的是，在COB显示模组10上，也可以不设置触摸控制芯片540，而是在拼接形成LED显示屏时，统一设置触摸控制芯片，来扫面检测所有COB显示模组上的微型磁簧开关的电连接状态的变化。
在一些实施例中，如图3所示，COB显示模组10，还可以包括第二防护层600，覆盖显示驱动芯片520、触摸控制芯片540设置，以对显示驱动芯片520、触摸控制芯片540提供防护。
可以理解的是，第二防护层600还可以选择具有良好导热性能的封装胶体，以利于显示驱动芯片520、触摸控制芯片540的散热。
像素点200，可以是单个LED芯片，比如红色LED芯片、绿色LED芯片、蓝色LED芯片中的一种。
像素点200，也可以是多个LED芯片的组合。示例的，如图4所示，每个像素点200可以包括红色LED芯片R、绿色LED芯片G、蓝色LED芯片B三种颜色的LED芯片。可以理解的是，像素点200，还可以使用其他颜色组合的LED芯片，比如红绿蓝加黄色LED芯片。
LED芯片可以是正装LED芯片、倒装LED芯片或者垂直结构LED芯片中的一种或多种。为了方便LED芯片产生的热量的导出，在一些实施例中，像素点200采用倒装LED芯片。电路板100上设置显示驱动芯片520的端面上，可以设置散热鳍片，以辅助散热。
本申请实施例提供的COB显示模组，通过电路板上阵列设置微型磁簧开关，其中的磁簧片在外部磁场作用下磁化并产生位移，从而让与之关联的开关触点的电连接状态产生变化，以检测出触摸操作，实现触控操作。通过在COB电路板上集成设置微型磁簧开关，来实现触控操作，在拼接形成的LED显示屏上，不需要设置附加的检测设备，不需要设计宽大的边框，整体尺寸比较下，也不需要设计额外的安装结构，结构简单，容易使用。
本申请另一实施例还公开了一种LED显示屏，如图11所示，包括若干COB显示模组10，多个COB显示模组10拼接形成LED显示屏；所述COB显示模组10为前述任一项实施例所述的具有触摸功能的COB显示模组。
因为采用了前面实施例中的COB显示模组，因此，拼接形成的LED显示屏也具有触摸功能，并且不需要设计宽大的边框，整体尺寸比较下，也不需要设计额外的安装结构，结构简单，容易使用。
在一些实施例中，LED显示屏还可以包括触摸控制芯片，用于扫面检测所有COB显示模组上的微型磁簧开关的电连接状态的变化，以识别出触摸位置。此时，在COB显示模组10上，可以不设置触摸控制芯片。
在一些实施例中，LED显示屏还包括支撑框架20，COB显示模组10安装在支撑框架20上，支撑框架20给COB显示模组10提供结构支撑，以增强LED显示屏的结构强度，保障COB显示模组10的拼接效果，保障显示质量。
LED显示屏，还可以包括电源单元，用于接收输入的外部电源，转换为COB显示模组10所需的工作电压。示例的，外部电源可以是交流电，比如220V的交流电、110V交流电、100V交流电、48V交流电等；也可以是直流电，比如12V直流电、5V直流电等。
LED显示屏，还可以包括若干接收卡，每个接收卡对应至少一个COB显示模组设置；接收卡，用于接收外部输入的视频数据，截取连接的COB显示模组对应区域的画面数据，输出给对应的COB显示模组进行显示。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种具有触摸功能的COB显示模组，其特征在于，包括电路板、多个像素点、封装层、至少一个显示驱动芯片以及多个微型磁簧开关；
所述电路板的一个端面上阵列设置所述像素点和微型磁簧开关，另一个端面上布设所述显示驱动芯片；所述显示驱动芯片，通过所述电路板中的线路，与所述像素点电连接，并控制所述像素点的工作状态；
所述封装层覆盖所述像素点、微型磁簧开关设置；
所述微型磁簧开关包括至少一个磁簧片和至少一个开关触点，所述磁簧片通过所述开关触点，与所述电路板电连接；当有外部磁场靠近所述微型磁簧开关时，所述磁簧片磁化并产生位移，控制所述开关触点与电路板之间的电连接状态发生变化，通过检测所述开关触点的电连接状态的变化，确定触摸位置。
2.根据权利要求1所述的COB显示模组，其特征在于，所述微型磁簧开关包括开关外壳、1个磁簧片以及2个开关触点，所述开关外壳与所述电路板固定连接，所述开关触点、磁簧片设置在所述开关外壳的内部；所述开关触点与所述电路板电连接，所述磁簧片活动的放置在所述开关触点上；
当没有外部磁场时，所述磁簧片与所述开关触点接触并电连接，两个所述开关触点之间电连接；
当有外部磁场靠近所述微型磁簧开关时，所述磁簧片磁化而产生极性，所述磁簧片受到向外的磁力作用并向上移动，所述磁簧片与所述开关触点分离，两个开关触点之间断开电连接。
3.根据权利要求1所述的COB显示模组，其特征在于，所述微型磁簧开关包括开关外壳、一个磁簧片以及一个开关触点，所述开关外壳与所述电路板固定连接，所述开关触点、磁簧片设置在所述开关外壳的内部；所述开关触点与所述电路板电连接；所述磁簧片的一端与所述电路板固定并电连接，所述磁簧片的自由端放置在所述开关触点上；
当没有外部磁场时，所述磁簧片的自由端与所述开关触点接触并形成电连接，使得所述开关触点具有第一电平；
当有外部磁场靠近所述微型磁簧开关时，所述磁簧片的自由端磁化而产生极性，所述磁簧片的自由端受到向外的磁力作用并向上移动，与所述开关触点分离，所述开关触点具有第二电平；通过检测所述开关触点的电平变化，确定触摸位置。
4.根据权利要求1所述的COB显示模组，其特征在于，所述微型磁簧开关包括开关外壳、两个磁簧片以及两个开关触点，所述开关外壳与所述电路板固定连接，所述开关触点、磁簧片设置在所述开关外壳的内部；所述开关触点与所述电路板电连接，所述磁簧片的一端与所述开关触点固定并电连接；
当没有外部磁场时，两个磁簧片的自由端之间具有一定的间隙，两个开关触点之间断开连接；
当有外部磁场靠近所述微型磁簧开关时，所述磁簧片的自由端磁化而产生极性，两个磁簧片的自由端产生的极性相异，而接触在一起，两个开关触点之间实现电连接。
5.根据权利要求2或3所述的COB显示模组，其特征在于，所述微型磁簧开关，还包括微型弹性件，夹持设置在所述磁簧片与所述开关外壳之间。
6.根据权利要求5所述的COB显示模组，其特征在于，所述磁簧片与所述开关触点接触的部位，设置有一层非磁性的触点材料。
7.根据权利要求1-4任一项所述的COB显示模组，其特征在于，所述磁簧片由铁磁材料制成。
8.根据权利要求1-4任一项所述的COB显示模组，其特征在于，所述微型磁簧开关与所述像素点一一对应设置。
9.一种LED显示屏，包括若干COB显示模组，多个COB显示模组拼接形成LED显示屏；其特征在于，所述COB显示模组为权利要求1-8任一项所述的具有触摸功能的COB显示模组。
10.根据权利要求9所述的LED显示屏，其特征在于，还包括触摸控制芯片，用于扫面检测所有COB显示模组上的微型磁簧开关的电连接状态的变化，识别出触摸位置。
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