CN112201670B - 一种基于薄膜电路的led显示屏 - Google Patents

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Abstract

一种基于薄膜电路的LED显示屏，包括基板、显示器件和驱动器件，基板的第一表面上设有薄膜电路，第一表面分为显示区域和周边区域，显示区域划分为多个驱动分区，驱动分区设有像素区和芯片区；显示器件包括多个LED像素，像素区设有至少一个所述LED像素，LED像素包括至少一个LED器件，相邻两个LED像素之间具有间隙；各个像素区中，至少一个间隙设为所述芯片区；驱动器件包括多个内驱动芯片，内驱动芯片的各个引脚设置在芯片区中，内驱动芯片的主体覆盖部分像素区，内驱动芯片的主体上设有凹槽或通孔，内驱动芯片所覆盖范围内的LED像素均处在凹槽或通孔中。本发明能够通过增加LED器件数量来提高其显示分辨率和显示效果。

Description

一种基于薄膜电路的LED显示屏
技术领域
本发明涉及LED显示屏，具体涉及一种基于薄膜电路的LED显示屏。
背景技术
随着显示技术的发展，目前出现了超薄屏、透明屏、弯曲屏、柔性屏等多种新型结构的显示屏。
LED显示屏是直接将阵列LED器件作为显示像素的显示屏，其具有亮度高、寿命长等优点。然而，LED显示屏的基板一般为印刷电路板，其一般将大量LED器件焊接在印刷电路板上，印刷电路板一般为不透明的硬质板体，其限制了LED显示屏的结构，使得LED显示屏很难做成超薄屏、透明屏、弯曲屏、柔性屏等多种新型结构的显示屏。
为解决上述问题，有人提出了基于薄膜电路的LED显示屏，这种LED显示屏的基板一般为玻璃基板(或以玻璃基板为母板的塑料膜)，其驱动电路一般为设置在玻璃基板上的薄膜电路，在利用平板显示屏(如LCD、OLED)多种制造工艺的情况下，其容易做成超薄屏、透明屏、弯曲屏、柔性屏等多种新型结构的显示屏。但是，制作在玻璃基板上的薄膜电路很难像印刷电路板一样开设贯穿板体的导电孔，其LED器件和驱动芯片需并列设置在玻璃基板的同一表面上，一般地，这种LED显示屏需将驱动芯片设置在显示区域之外的周边区域，再通过连接于显示区域和周边区域之间的大量引线将驱动芯片的信号输出到显示区域之内的LED器件上，由于单个驱动芯片的驱动能力有限，且受到连接于驱动芯片与LED器件之间引线的限制，这种基于薄膜电路的LED显示屏难以通过增加LED器件的数量来提高其显示分辨率和显示效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于薄膜电路的LED显示屏，这种LED显示屏能够通过增加LED器件数量来提高其显示分辨率和显示效果。采用的技术方案如下：
一种基于薄膜电路的LED显示屏，包括基板，以及设置在基板上的显示器件和驱动器件，基板具有第一表面，第一表面上设有由图形化薄膜构成的薄膜电路，第一表面分为显示区域和处在显示区域周边的周边区域，其特征在于：所述显示区域划分为多个驱动分区，各个驱动分区均设有像素区和芯片区；所述显示器件包括多个LED像素，各个像素区均设有至少一个所述的LED像素，各个LED像素均包括至少一个LED器件，相邻两个LED像素之间具有间隙；在各个像素区中，至少一个间隙设置为所述的芯片区；所述驱动器件至少包括多个内驱动芯片，内驱动芯片的各个引脚设置在相应的芯片区中，内驱动芯片的主体覆盖部分所述的像素区，内驱动芯片的主体内侧面上设有凹槽或通孔，内驱动芯片所覆盖范围内的LED像素均处在凹槽或通孔中。
上述LED显示屏通过将用于驱动各个LED器件的内驱动芯片分散安装在各个驱动分区中，使得内驱动芯片的功能能够得以简化，将内驱动芯片的各个引脚分别设置在相应的芯片区中，并使内驱动芯片的主体覆盖部分像素区，能够使内驱动芯片的大小不会受到芯片区面积大小的限制（芯片区仅需提供足够设置内驱动芯片引脚的面积即可），其更容易设置在相邻像素之间狭小的间隙区域中；通过在内驱动芯片主体的内侧面上设有凹槽或通孔，使内驱动芯片所覆盖范围内的LED像素均处在凹槽或通孔中，这样不仅能够降低对内驱动芯片的引脚高度要求（即无需采用高引脚的内驱动芯片），并且便于将其引脚设置在相应的芯片区中，而且可使显示器件与驱动器件之间的配合更加紧密，使得LED显示屏的结构更加紧凑。由于每个驱动分区都有独立的内驱动芯片进行驱动，驱动分区的数量基本不会受到限制，其LED器件的数量可以增加以提高其显示分辨率和显示效果；而且由于将内驱动芯片的主体覆盖部分像素区，无需预留较大的周边区域来设置大面积驱动芯片，从而在显示屏面积不变的基础上可以设置更多的驱动分区来提高显示的分辨率和显示面积。另外，可将驱动分区之间的接缝设置得很小，通过多个LED显示屏的拼接，可以将LED显示器的显示面积和分辨率可以做得非常大，解决了LED显示器的分辨率和显示面积难以提高的问题。
优选方案中，所述内驱动芯片为裸片IC。
一种优选方案中，上述内驱动芯片的主体内侧面上设有凹槽，内驱动芯片所覆盖范围内的多个所述LED像素均处在凹槽中。所述凹槽可以通过激光蚀刻、深反应离子体蚀刻(DRIE)等工艺在其内侧蚀刻而成(内驱动芯片主体内侧面的电路预先设计为避开凹槽区域)。
另一种优选方案中，上述内驱动芯片的主体内侧面上设有内外贯穿的通孔，内驱动芯片所覆盖范围内的多个所述LED像素处在通孔中。内驱动芯片所覆盖范围内的各个LED像素发出的光线可以透过通孔发出。所述通孔可以通过激光蚀刻、深反应离子体蚀刻(DRIE)等工艺在蚀刻而成(内驱动芯片主体内侧面的电路需预先设计为避开通孔区域)。
更优选方案中，所述内驱动芯片的主体厚度小于200μm。这样，便于在内驱动芯片的主体蚀刻以形成通孔。
更优选方案中，所述通孔的外侧设有导光器。所述导光器可以为光的散射体或光纤。导光器能够将通孔内的各个LED像素发出的光线导出到内驱动芯片外面，使得各个LED像素侧向发出的光线不会被内驱动芯片而有更大的发光角度。
一种优选方案中，所述内驱动芯片为静态驱动芯片。
另一种优选方案中，所述内驱动芯片为动态驱动芯片。
更优选方案中，所述驱动器件还包括多个周边驱动芯片，各个周边驱动芯片均为动态驱动芯片，各个周边驱动芯片设置在所述周边区域中。周边驱动芯片作为内驱动芯片的上级芯片，用于将显示信号分发给各个内驱动芯片；或者，周边驱动芯片与内驱动芯片相互配合来执行显示驱动。
进一步更优选方案中，所述内驱动芯片为构成动态驱动功能的列驱动芯片，所述周边驱动芯片为构成动态驱动功能的行驱动芯片。上述行驱动芯片一般为多路扫描开关芯片。从周边区域到各驱动分区，薄膜电路包括从行驱动芯片连接到各驱动分区的各个LED器件一端(如正极)的行驱动线，以及连接到各个列驱动芯片的外部输入线(采用串接方式)；而在各驱动分区之内，薄膜电路包括由各个列驱动芯片到其各个LED器件另一端的列驱动线。各LED器件的驱动信号通过串行信号线输入到驱动芯片，驱动芯片将其转换为驱动信号并通过横向跳线输出到多个列驱动线上，再通过列驱动线输出到各LED器件的一个焊脚(如正极引脚)。行驱动芯片通过多个行驱动线连接到各LED器件的另一个焊脚(如负极引脚)，由此形成了列驱动芯片、行驱动芯片到各个LED器件的动态驱动电路网络连接。其中，处于同一行的多个驱动分区共用同一串行信号线、行驱动线以及一行驱动芯片。
更优选方案中，所述内驱动芯片设有储存单元。储存单元用于储存内驱动芯片所驱动的LED器件的亮度（或是电压、电流）数据，以便于在所需的显示时间(如刷新周期或帧)之内保存各LED器件的显示状态。
一种优选方案中，上述基板为0.2mm〜2.0mm厚的透明玻璃基板。通常，上述LED显示屏的正面(即用于观看画面的一面)为透明玻璃基板的另一面(而不是第一表面)，且所述薄膜电路在LED器件的位置保持部分透明，以便于LED器件的发光从底部透过透明玻璃基板而发出。
另一种优选方案中，上述基板为5μm〜200μm厚的塑料膜。更优选方案中，所述基板为聚酰亚胺膜。进一步更优选方案中，所述基板为无色聚酰亚胺膜。
所述LED器件可以为LED芯片，也可以为封装或集成有LED芯片的LED灯珠。通常，每个LED像素包括相同数量的LED器件，例如：当所述LED显示屏为单色显示屏时，每个LED像素包括一个LED芯片，而当所述LED显示屏为彩色显示屏时，每个LED像素可包括三个LED芯片(发光颜色分别为红、绿、蓝)，或是一个封装有三色LED芯片的LED灯珠。优选方案中，上述像素区设有构成均匀阵列的多个LED像素，每个LED像素由红、绿、蓝三种发光颜色的三个LED器件组成。
通常，上述LED显示屏还包括周边电路和外部电路，周边电路设置在显示屏周边，一般由所述薄膜电路延伸而成，用于设置LED显示屏的外接口；除此之外，外部电路为连接在第一表面上的外接电路部件，如柔性电路板(FPC)，其除了用于LED显示屏的外部连接之外，还可用于不同驱动分区之间的电路连接。
通常，薄膜电路上设有用于安装各个LED器件的多个第一安装位、用于安装各个内驱动芯片的多个第二安装位、用于电连接各个第一安装位和各个第二安装位的连接电路。第二安装位作为内驱动芯片的引脚部位的安装位置，分别处在相应的相邻LED像素之间的间隙中，各个LED器件、各个驱动芯片可以通过焊接、异方向性导电胶连接或导电膏体(如碳浆、银浆)粘接的方式分别安装在相应的第一安装位或相应的第二安装位上。
优选方案中，上述薄膜电路由至少两个图形化导电膜层构成，相邻两个图形化导电膜层之间均设有绝缘膜层。图形化导电膜层为通过磁控溅射进行沉积的金属薄膜(如铜合金、Mo-Al-Mo合金)，并通过光刻加工形成高精度的薄膜图形。绝缘膜层可以为图形化的光敏树脂涂层，是由光敏树脂通过挤压涂布(slit-coating)制作而成，并通过曝光显影形成高精度图形。通常，绝缘膜层上开设有用于实现相邻两个图形化导电膜层导电的导电通孔，由此可在有限面积的驱动分区内实现灵活的电路走线。上述串行信号线、行驱动线、列驱动线、横向跳线等线路均由薄膜电路构成。
优选方案中，相邻两个所述驱动分区的边缘相邻LED像素之间的间隙与同一驱动分区内相邻LED像素之间的间隙距离大小相同。这样可保证LED显示屏整个显示区域的LED像素均匀排列。
本发明的LED显示屏通过将用于驱动各个LED器件的内驱动芯片分散安装在各个驱动分区中，使得内驱动芯片的功能能够得以简化，将内驱动芯片的各个引脚分别设置在相应的芯片区中，并使内驱动芯片的主体覆盖部分像素区，能够使内驱动芯片的大小不会受到芯片区面积大小的限制（芯片区仅需提供足够设置内驱动芯片引脚的面积即可），其更容易设置在相邻像素之间狭小的间隙区域中；通过在内驱动芯片主体的内侧面上设有凹槽或通孔，使内驱动芯片所覆盖范围内的LED像素均处在凹槽或通孔中，这样不仅能够降低对内驱动芯片的引脚高度要求（即无需采用高引脚的内驱动芯片），并且便于将其引脚设置在相应的芯片区中，而且可使显示器件与驱动器件之间的配合更加紧密，使得LED显示屏的结构更加紧凑。由于每个驱动分区都有独立的内驱动芯片进行驱动，驱动分区的数量基本不会受到限制，其LED器件的数量可以增加以提高其显示分辨率和显示效果；而且由于将内驱动芯片的主体覆盖部分像素区，无需预留较大的周边区域来设置大面积驱动芯片，从而在显示屏面积不变的基础上可以设置更多的驱动分区来提高显示的分辨率和显示面积。另外，可将驱动分区之间的接缝设置得很小，通过多个LED显示屏的拼接，可以将LED显示器的显示面积和分辨率可以做得非常大，解决了LED显示器的分辨率和显示面积难以提高的问题。
附图说明
图1是图1是本发明优选实施方式实施例一的结构示意图。
图2是图1的A处放大图。
图3是本发明优选实施方式实施例一中驱动分区的结构示意图。
图4是图3的B-B剖面图。
图5是本发明优选实施方式实施例一中内驱动芯片的结构示意图。
图6是本发明优选实施方式实施例二的结构示意图。
图7是图6的C-C剖面图。
图8是本发明优选实施方式实施例三的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1-图5所示，这种基于薄膜电路的LED显示屏包括基板1，以及设置在基板1上的显示器件2和驱动器件3，基板1具有第一表面11，第一表面11上设有由图形化薄膜构成的薄膜电路12，第一表面11分为显示区域111和处在显示区域111周边的周边区域112；显示区域111划分为多个驱动分区113，各个驱动分区113均设有像素区114和芯片区115；显示器件2包括多个LED像素21，各个像素区114均设有至少一个所述的LED像素21，各个LED像素21均包括至少一个LED器件211，相邻两个LED像素21之间具有间隙；在各个像素区114中，至少一个间隙设置为所述的芯片区115；驱动器件3包括多个内驱动芯片31和多个周边驱动芯片32，各个内驱动芯片31、各个周边驱动芯片32均为动态驱动芯片，内驱动芯片31的各个引脚311设置在相应的芯片区115中，内驱动芯片31的主体312覆盖部分像素区114，内驱动芯片31的主体312内侧面上设有凹槽3121，内驱动芯片31所覆盖范围内的多个LED像素21均处在凹槽3121中，各个周边驱动芯片32设置在周边区域112中。
在本实施例中，基板1为0.2mm〜2.0mm厚的透明玻璃基板。LED显示屏的正面(即用于观看画面的一面)为透明玻璃基板的另一面(而不是第一表面11)，且薄膜电路12在LED器件211的位置保持部分透明，以便于LED器件211的发光从底部透过透明玻璃基板而发出。
在本实施例中，内驱动芯片31为裸片IC。
在本实施例中，像素区114设有构成均匀阵列的多个LED像素21，每个LED像素21由红、绿、蓝三种发光颜色的三个LED器件211组成。
在本实施例中，相邻两个驱动分区113的边缘相邻LED像素21之间的间隙与同一驱动分区113内相邻LED像素21之间的间隙距离大小相同。这样可保证整个显示区域111的LED像素21均匀排列。
在本实施例中，内驱动芯片31为构成动态驱动功能的列驱动芯片，周边驱动芯片32为构成动态驱动功能的行驱动芯片（一般为多路扫描开关芯片）。从周边区域112到各驱动分区113，薄膜电路12包括从行驱动芯片连接到各驱动分区113的各个LED器件211一端(如正极)的行驱动线122、以及连接到各个列驱动芯片的外部输入线(采用串接方式)；而在各驱动分区113之内，薄膜电路12包括由各个列驱动芯片到其各个LED器件211另一端的列驱动线123；各LED器件211的驱动信号通过串行信号线121输入到列驱动芯片，列驱动芯片将其转换为驱动信号并通过横向跳线124输出到多个列驱动线123上，再通过列驱动线123输出到各LED器件211的一个焊脚(如正极引脚)。行驱动芯片通过多个行驱动线122连接到各LED器件211的另一个焊脚(如负极引脚)，由此形成了列驱动芯片、行驱动芯片到各个LED器件211的动态驱动电路网络连接。其中，处于同一行的多个驱动分区113共用同一串行信号线121、行驱动线122以及一行驱动芯片。
在本实施例中，内驱动芯片31设有储存单元。储存单元用于储存内驱动芯片31所驱动的LED器件211的亮度（或是电压、电流）数据，以便于在所需的显示时间(如刷新周期或帧)之内保存各LED器件211的显示状态。
在本实施例中，薄膜电路12由三个图形化导电膜层构成，相邻两个图形化导电膜层之间均设有绝缘膜层。图形化导电膜层为通过磁控溅射进行沉积的金属薄膜(如铜合金、Mo-Al-Mo合金)，并通过光刻加工形成高精度的薄膜图形。绝缘膜层可以为图形化的光敏树脂涂层，是由光敏树脂通过挤压涂布(slit-coating)制作而成，并通过曝光显影形成高精度图形。绝缘膜层上开设有用于实现相邻两个图形化导电膜层导电的导电通孔，由此可在有限面积的驱动分区113内实现灵活的电路走线。串行信号线121、行驱动线122、列驱动线123、横向跳线124等线路均由薄膜电路12构成。
实施例二
参考图6、图7，在其他部分均与实施例一相同的情况下，其区别在于：内驱动芯片31的主体312内侧面上设有内外贯穿的通孔3122，内驱动芯片31所覆盖范围内的多个LED像素21处在通孔3122中。内驱动芯片31所覆盖范围内的各个LED像素21发出的光线可以透过通孔3122发出。
在本实施例中，内驱动芯片31的主体312厚度小于200μm。这样，便于在内驱动芯片31的主体312蚀刻以形成通孔3122。
实施例三
参考图8，在其他部分均与实施例二相同的情况下，其区别在于：在本实施例中，通孔3122的外侧设有导光器3123。导光器3123可以为光的散射体或光纤。导光器3123能够将通孔3122内的各个LED像素21发出的光线导出到内驱动芯片31外面，使得各个LED像素21侧向发出的光线不会被内驱动芯片31而有更大的发光角度。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于薄膜电路的LED显示屏，包括基板，以及设置在基板上的显示器件和驱动器件，基板具有第一表面，第一表面上设有由图形化薄膜构成的薄膜电路，第一表面分为显示区域和处在显示区域周边的周边区域，其特征在于：所述显示区域划分为多个驱动分区，各个驱动分区均设有像素区和芯片区；所述显示器件包括多个LED像素，各个像素区均设有至少一个所述的LED像素，各个LED像素均包括至少一个LED器件，相邻两个LED像素之间具有间隙；在各个像素区中，至少一个间隙设置为所述的芯片区；所述驱动器件至少包括多个内驱动芯片，内驱动芯片的各个引脚设置在相应的芯片区中，内驱动芯片的主体覆盖部分所述的像素区，内驱动芯片的主体内侧面上设有凹槽或通孔，内驱动芯片所覆盖范围内的LED像素均处在凹槽或通孔中。
2.根据权利要求1所述的一种基于薄膜电路的LED显示屏，其特征在于：所述内驱动芯片为裸片IC。
3.根据权利要求1所述的一种基于薄膜电路的LED显示屏，其特征在于：所述内驱动芯片的主体内侧面上设有凹槽，内驱动芯片所覆盖范围内的多个所述LED像素均处在凹槽中。
4.根据权利要求1所述的一种基于薄膜电路的LED显示屏，其特征在于：所述内驱动芯片的主体内侧面上设有内外贯穿的通孔，内驱动芯片所覆盖范围内的多个所述LED像素处在通孔中。
5.根据权利要求4所述的一种基于薄膜电路的LED显示屏，其特征在于：所述内驱动芯片的主体厚度小于200μm。
6.根据权利要求4所述的一种基于薄膜电路的LED显示屏，其特征在于：所述通孔的外侧设有导光器。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于薄膜电路的LED显示屏，其特征在于：所述内驱动芯片为静态驱动芯片。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于薄膜电路的LED显示屏，其特征在于：所述内驱动芯片为动态驱动芯片。
9.根据权利要求8所述的一种基于薄膜电路的LED显示屏，其特征在于：所述驱动器件还包括多个周边驱动芯片，各个周边驱动芯片均为动态驱动芯片，各个周边驱动芯片设置在所述周边区域中。
10.根据权利要求9所述的一种基于薄膜电路的LED显示屏，其特征在于：所述内驱动芯片为构成动态驱动功能的列驱动芯片，所述周边驱动芯片为构成动态驱动功能的行驱动芯片；内驱动芯片设有储存单元。
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