CN113113526B - 一种小尺寸led透明显示屏及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示屏技术领域，公开了一种小尺寸LED透明显示屏及其生产方法，包括：透明基材，其上设置有与R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘紧邻且孔壁上设置有导电金属的通孔；LED灯珠，呈矩阵排列；管脚焊盘，用于连接LED灯珠和透明基材，包括R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘以及C管脚焊盘；C引线，位于透明基材正面并将X向的各LED灯珠的C管脚焊盘串联；以及R引线、G引线、B引线，均位于透明基材反面；同一LED灯珠对应三个通孔的中心点构成的三角形各边与Y向形成非零度夹角；使显示屏同时具有近距离、小点距、高亮度、小尺寸、透明的特点。
Description
技术领域
本发明涉及显示屏技术领域，具体涉及一种小尺寸LED透明显示屏及其生产方法。
背景技术
目前市面上常见的电子显示屏包括LCD液晶显示器、OLED显示器、LED显示器。
LCD通过液晶偏转控制显示内容，其不透明，且需要背光搭配才能正常工作；OLED虽然是自发光屏幕，也可以做到透明，但是亮度较低，无法在室外使用；LED显示器亮度高，也能做到透明，但是一般点距较大，适合远距离观看，且一般用作超大尺寸显示。
综上所述，近距离、小点距、高亮度、小尺寸的透明显示屏尚无完美的解决方案。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种小尺寸LED透明显示屏及其生产方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种小尺寸LED透明显示屏，其特征在于，包括：
透明基材，其上设置有与R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘紧邻且孔壁上设置有导电金属的通孔；
LED灯珠，呈矩阵排列；
管脚焊盘，用于连接LED灯珠和透明基材，包括R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘以及C管脚焊盘；
C引线，位于透明基材正面并将X向的各LED灯珠的C管脚焊盘串联；以及
R引线、G引线、B引线，均位于透明基材反面，R引线将Y向各LED灯珠的R管脚焊盘紧邻的通孔串联，G引线将Y向各LED灯珠的G管脚焊盘紧邻的通孔串联，B引线将Y向各LED灯珠的B管脚焊盘紧邻的通孔串联；
同一LED灯珠对应三个通孔的中心点构成的三角形各边与Y向形成非零度夹角。
进一步地，同一LED灯珠对应的四个管脚焊盘的中心点构成菱形或者矩形。
进一步地，所述管脚焊盘呈矩形，所述管脚焊盘的各边与X向形成45°的夹角。
进一步地，所述透明基材为透明PET、透明PI、透明PEN、透明PC、透明PMMA中的任意一种。
进一步地，所述LED灯珠的尺寸在0808规格以下。
一种小尺寸LED透明显示屏的生产方法，包括以下步骤，
步骤一：在透明基材的两个面分别附着第一导电层和第二导电层；
步骤二：在R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘的外侧角处钻通孔，并采用沉铜工艺在各通孔的孔壁上附着一层铜，使第一导电层和第二导电层导通；
步骤三：采用黄光工艺在第一导电层上制作出R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘、C管脚焊盘以及C引线，在第二导电层上制作出R引线、G引线、B引线；
步骤四：将LED灯珠的R管脚焊接到R管脚焊盘上、G管脚焊接到G管脚焊盘上、R管脚焊接到R管脚焊盘上。
具体地，采用黄光工艺制作管脚焊盘的同时，在R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘的外侧角处制作连体焊盘，所述通孔设置在连体焊盘内。
具体地，将C引线、R引线、G引线、B引线从显示屏的边缘引出，通过柔性电路板将引出的引线连接到驱动IC的管脚上。
具体地，将C引线、R引线、G引线、B引线从显示屏的边缘引出，在显示屏的边缘布置驱动IC，将引出的引线连接到驱动IC的管脚上。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
本发明采用LED灯珠作为显示屏的发光元件，采用透明材质作为基材，显示亮度高且透明，并通过特殊的LED灯珠排列方式、管脚焊盘排列方式以及正反两面的走线方式，使各引线能够以直线方式直接引出到显示屏边缘，提高了走线效率，降低走线所占用空间，从而能够降低LED灯珠的点距离，提高透明基材上LED灯珠的排列密度，使显示屏同时具有近距离、小点距、高亮度、小尺寸、透明的特点。
附图说明
图1为本发明LED灯珠的排列方式示意图；
图2为本发明透明基材的结构示意图；
图3为本发明通孔与管脚焊盘的相对位置示意图；
图4为本发明正面线路示意图；
图5为本发明反面线路示意图；
图6为本发明整体线路示意图；
图7为本发明将引线引出的示意图。
图中：1、灯珠；20、透明基材；21、第一导电层；22、第二导电层；31、R管脚焊盘；32、G管脚焊盘；33、B管脚焊盘；34、C管脚焊盘；35、通孔；36、连体焊盘；41、R引线；42、G引线；43、B引线；44、C引线；50、柔性电路板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
本发明提供一种LED显示屏，适合在小尺寸、高亮度、近距离场景下观看，且显示屏是透明的。
本发明所用LED灯珠1为小尺寸LED，通常为0808以下，即长、宽尺寸在0.8mm*0.8mm以下，LED灯珠是包含RGB以及共阳极或共阴极的封装，这样的LED灯珠共有4个管脚，分别为R管脚、G管脚、B管脚和C管脚，依次分别焊接在R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘以及C管脚焊盘上；LED灯珠、管脚焊盘在透明基材上呈旋转45°排列，如图1所示。
其中“旋转45°排列”应做如下理解：通孔设置在管脚焊盘的外侧，如果管脚焊盘呈矩形，管脚焊盘的各边与Y向形成非零夹角，此时各通孔中心点所构成四边形与Y向也形成非零夹角；如果管脚焊盘采用圆形或者其他不规则形状，则各通孔中心点所构成四边形的各边与Y向形成非零夹角；本发明中的R、G、B引线均沿Y向延伸，“旋转45°排列”的方式能够使得R、G、B引线不相互重叠，也不会出现为了避免引线重叠而占用很大走线面积的现象；当该夹角为45°时，连接R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘的引线之间具有相等的间距，能够降低加工难度，提高布线效率；这种排列方式与常规LED显示屏不同，也为本发明中透明基材上线路的特殊设计之处。
其中Y向为图1、图4中的竖向，X向为图1、图4中的横向。图4中标注了管脚焊盘与X向形成45°夹角，此时管脚焊盘与Y向形成的夹角同样为45°。
本发明所用的透明基材为透明双面板，其结构如图2所示。
透明基材可以采用业内常用也容易获取的基材，包括但不限于透明PET、PI、PEN、PC、PMMA、极薄玻璃等。
透明基材正反两面均设置了导电层，该导电层典型的材料为铜，该导电层可采用溅射镀膜与电镀的方式紧密附着于透明基材的表面，也可以采用其他方式；以上所述的透明基材以及在透明基材两面附着导电层在本技术领域内属于成熟工艺。
在透明基双面板上制作LED线路的工艺流程如下。
(1)在透明基材上钻孔。
钻孔方案如图3所示，图3仅截取一颗LED焊盘区域来说明设计方案。钻孔布置在在管脚焊盘一角且与管脚焊盘连体，以设置在管脚焊盘的外侧角处为佳，此步骤中管脚焊盘还未出现，为说明设计意图提前把管脚焊盘的位置画出。每颗LED灯珠需要3个钻孔，因此整个显示屏的LED灯珠需要的钻孔数量＝LED灯珠数量*3。钻孔为通孔，需要将透明双面板贯通。钻孔位置需要在连体焊盘内，且需要与连体焊盘外边缘保持一定的距离D，D一般在0.05～0.2mm，该距离设定根据钻孔位置精度和焊盘位置精度而定。钻孔采用本领域内常用工艺，例如CNC、激光镭射；钻孔直径通常为100um以上，随着技术进步，钻孔直径可以进一步减小。
(2)沉铜
钻孔后，通孔的孔壁上是没有铜的，沉铜工艺的目的在于在孔壁上镀上一层铜，以此将第一导电层和第二导电层导通；沉铜工艺是柔性电路板、PCB板制作流程中的一道常用工艺，在此不详细介绍。
(3)线路制作
线路分为正、反两面，正面线路的设计如图4，其典型特征是焊盘各边与Y向形成非零度夹角，该夹角最优为45°；R、G、B管脚焊盘在正面没有引线引出，而C管脚焊盘被C引线引出，且该引线把排列X方向上的所有LED灯珠的C管脚焊盘全部串联；相邻两个LED的C管脚之间的距离即为点距，点距的设计根据显示屏透明度的需要而定，点距越大，透明度越高，但是分辨率越低，因此需要根据需求设定，一般点距设计值在0.5～5mm之间。由于上部LED的G管脚焊盘外侧设置有向外突出的连体焊盘，为提高走线效率，提高LED灯珠密度，可将C引线设计为拐角形式，即在靠近C管脚焊盘时，C引线向C管脚焊盘弯折，连接到C管脚焊盘的一边，并从C管脚焊盘的另一边引出后，弯折连接到X向的C引线上，可以在C管脚焊盘的上部形成空间。
反面线路设计如图5所示，途经每一个LED灯珠有三根引线，这里称之为R引线、G引线、B引线线，R引线负责把Y方向一整列LED灯珠的R管脚串联起来，G引线负责把Y方向一整列LED灯珠的G管脚串联起来，B引线负责把Y方向一整列LED灯珠的B管脚串联起来；由于前面已经完成钻孔和沉铜工艺，因此第一导电层和第二导电层是导通的，故反面的引线可以把正面的R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘串联起来。图5中R、G、B、C分别表示R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘、C管脚焊盘在透明基材正面的位置。
这种线路布置方式，使各引线能够以直线方式直接引出到显示屏边缘，提高了走线效率，降低走线所占用空间，从而能够降低LED灯珠的点距离，提高透明基材上LED灯珠的排列密度。而这种布线方式的前提是LED灯珠、管脚焊盘旋转设计，即LED灯珠、管脚焊盘的各边需要与Y向形成非零度夹角。
正、反面的线路均完成后，取显示屏显示区域的左上角放大，其典型线路布置如图6所示。
从显示区域出来的引线将被引出到显示屏边缘，通过柔性电路板将引线连接到驱动IC的管脚，从而实现整个显示屏的驱动；也可以直接在透明双面板的边缘布置驱动IC，直接把引线引导至驱动IC的管脚，均为本专利保护范围。
正、反两面的线路制作典型工艺可以采用黄光工艺，即钻孔、沉铜完毕的透明双面板-曝光-显影-蚀刻-剥膜-清洗-烘干；由于是双面板，可以两面同时曝光，也可以单面曝光两次；黄光工艺为本领域内常用工艺，不再细表。
线路完成后，还可以进行线路表面处理，实现防氧化效果。
(4)将LED灯珠的管脚固定在管脚焊盘上。
固定管脚可以采用SMT设备，也可以采用固晶设备，均为成熟工艺。
SMT或者固晶完毕后，如果是通过柔性电路板把引线接到驱动IC的管脚上，则需要采用bonding工艺把柔性电路板固定到显示屏上，如图7所示。
图7为典型的一个柔性电路板的情况，根据驱动IC的设计要求或者显示屏大小，也可以在上端增加一个柔性电路板，即一个显示屏两端出线，都在本专利保护范围内。
如果直接在透明双面板上布置驱动IC和驱动电路，则不需柔性电路板，直接把引线接到驱动IC的管脚即可，这种情况下需要较大面积的透明双面板以供驱动IC、驱动电路布置。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种小尺寸LED透明显示屏，其特征在于，包括：
透明基材，其上设置有与R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘紧邻且孔壁上设置有导电金属的通孔；
LED灯珠，呈矩阵排列；
管脚焊盘，用于连接LED灯珠和透明基材，包括R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘以及C管脚焊盘；
C引线，位于透明基材正面并将X向的各LED灯珠的C管脚焊盘串联；以及
R引线、G引线、B引线，均位于透明基材反面，R引线将Y向各LED灯珠的R管脚焊盘紧邻的通孔串联，G引线将Y向各LED灯珠的G管脚焊盘紧邻的通孔串联，B引线将Y向各LED灯珠的B管脚焊盘紧邻的通孔串联；
同一LED灯珠对应三个通孔的中心点构成的三角形各边与Y向形成非零度夹角。
2.根据权利要求1所述的小尺寸LED透明显示屏，其特征在于：同一LED灯珠对应的四个管脚焊盘的中心点构成菱形或者矩形。
3.根据权利要求2所述的小尺寸LED透明显示屏，其特征在于：所述管脚焊盘呈矩形，所述管脚焊盘的各边与X向形成45°的夹角。
4.根据权利要求1所述的小尺寸LED透明显示屏，其特征在于：所述透明基材为透明PET、透明PI、透明PEN、透明PC、透明PMMA中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的小尺寸LED透明显示屏，其特征在于：所述LED灯珠的尺寸在0808规格以下。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的小尺寸LED透明显示屏的生产方法，包括以下步骤，
步骤一：在透明基材的两个面分别附着第一导电层和第二导电层；
步骤二：在预计形成R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘的位置的外侧角处钻通孔，并采用沉铜工艺在各通孔的孔壁上附着一层铜，使第一导电层和第二导电层导通；
步骤三：采用黄光工艺在第一导电层上制作出R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘、C管脚焊盘以及C引线，在第二导电层上制作出R引线、G引线、B引线；
步骤四：将LED灯珠的R管脚焊接到R管脚焊盘上、G管脚焊接到G管脚焊盘上、R管脚焊接到R管脚焊盘上。
7.根据权利要求6所述的小尺寸LED透明显示屏的生产方法，其特征在于：采用黄光工艺制作管脚焊盘的同时，在R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘的外侧角处制作连体焊盘，所述通孔设置在连体焊盘内。
8.根据权利要求6所述的小尺寸LED透明显示屏的生产方法，其特征在于：将C引线、R引线、G引线、B引线从显示屏的边缘引出，通过柔性电路板将引出的引线连接到驱动IC的管脚上。
9.根据权利要求6所述的小尺寸LED透明显示屏的生产方法，其特征在于：将C引线、R引线、G引线、B引线从显示屏的边缘引出，在显示屏的边缘布置驱动IC，将引出的引线连接到驱动IC的管脚上。
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