CN113506520A - 一种无边缘布线的led透明显示屏及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示屏技术领域，公开了一种无边缘布线的LED透明显示屏及其生产方法，包括：透明基材，其上设置有分别与R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘、C管脚焊盘电连接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；正面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、反面C引线，均位于透明基材反面；同一LED灯珠对应四个通孔中任意两个通孔的中心点连线与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，且能够做到显示屏边缘无布线。

Description

一种无边缘布线的LED透明显示屏及其生产方法

技术领域

本发明涉及显示屏技术领域，具体涉及一种无边缘布线的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。

现有技术中，小间距LED透明屏幕较少，且需要在显示区内布线，以便引出阳极、阴极走线，但印布线会占用空间，影响美观，并且边缘布线会使屏幕X向存在边框，无法进行无缝拼接。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种无边缘布线的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：

一种无边缘布线的LED透明显示屏，包括：

透明基材，其上设置有分别与R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘、C管脚焊盘电连接且孔壁上设置有导电金属的通孔；

LED灯珠，在透明基材正面呈矩阵排列；

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；

正面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、反面C引线，均位于透明基材反面，R引线将Y向各LED灯珠对应的与R管脚焊盘电连接的通孔串联，G引线将Y向各LED灯珠对应的与G管脚焊盘电连接的通孔串联，B引线将Y向各LED灯珠对应的与B管脚焊盘电连接的通孔串联，反面C引线分别将各LED灯珠对应的与C管脚焊盘电连接的通孔沿Y向引出；

同一LED灯珠对应四个通孔中任意两个通孔的中心点连线与Y向形成非零度夹角。

进一步地，同一LED灯珠的任意两个管脚焊盘中心点连线与X向形成45°夹角；LED灯珠呈旋转45°排列，便于Y向布线。

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。

一种无边缘布线的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管脚焊盘所处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管脚焊盘以及正面C引线，在第二导电层上制作出R引线、G引线、B引线、反面C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、B管脚焊接到B管脚焊盘上、C管脚焊接到C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，在LED灯珠旁侧制作独立焊盘，与R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘电连接的通孔设置在连体焊盘内，与C管脚焊盘电连接的通孔设置在独立焊盘内；通过连体焊盘实现各管脚焊盘与通孔的电连接，通过独立焊盘实现正面C引线、通孔、反面C引线的电连接。

具体地，将反面C引线、R引线、G引线、B引线从显示屏的Y向边缘引出，通过柔性电路板将引出的引线连接到驱动IC的管脚上；或者将反面C引线、R引线、G引线、B引线从显示屏的Y向边缘引出，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；能够实现X向边缘无布线。

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；并且各引线均能沿Y向从显示区的一端引出，使得显示屏X向的左右边缘以及Y向的一个边缘不存在布线，能够实现多个显示屏的无缝拼接。

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8为将本发明中多个显示屏进行拼接后的结构示意图。

图中：1、LED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；37、独立焊盘；41、R引线；42、G引线；43、B引线；44、C引线；50、柔性电路板；60、显示区。

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1是包含RGB以及共阳极或共阴极的封装，这样的LED灯珠1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31、G管脚焊盘32、B管脚焊盘33以及C管脚焊盘34上；LED灯珠1、管脚焊盘在透明基材20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35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，如果管脚焊盘采用圆形或者其他不规则形状，各管脚焊盘的中心点所构成四边形各边与Y向形成非零夹角；本发明中的R、G、B引线均沿Y向延伸，R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘“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31、G管脚焊盘32、B管脚焊盘33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20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20为透明双面板，其结构如图2所示。

透明基材20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20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20的表面，也可以采用其他方式；上述透明基材20以及在透明基材20两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20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。C引线分为正面C引线和反面C引线；每颗LED灯珠1需要三个钻孔，分别把R、G、B管脚焊盘从透明基材正面导通到反面，另外还需要额外的一个通孔，将正面C引线与反面C引线导通，因此整个显示屏的LED灯珠1需要的钻孔数量＝LED灯珠数量*3+C引线过孔数量，一般一根C引线至少对应一个通孔。钻孔为通孔35，需要将透明双面板贯通。钻孔位置需要在连体焊盘36或者独立焊盘37内，且需要与连体焊盘36或独立焊盘37的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35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21和第二导电层22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34被正面C引线44引出，且该正面C引线把排列在X方向上的所有LED灯珠1的C管脚焊盘34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。

反面线路设计如图5所示，途经每一个LED灯珠1有三根引线，这里称之为R引线41、G引线42、B引线43，R引线41负责把Y方向一整列LED灯珠1的R管脚串联起来，G引线42负责把Y方向一整列LED灯珠1的G管脚串联起来，B引线43负责把Y方向一整列LED灯珠1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21和第二导电层22是导通的，故反面的引线可以把正面的R管脚焊盘31、G管脚焊盘32、B管脚焊盘33串联起来。除此之外，反面还需要增加反面C引线，用来将正面C引线沿Y向引出到显示区60以外，通过FPC或其他方式与其连接，组成驱动电路。图5中R、G、B、C分别表示R管脚焊盘31、G管脚焊盘32、B管脚焊盘33、C管脚焊盘34在透明基材20正面的位置，C1表示正面C引线与通孔连接的位置。

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1的点距离，提高透明基材20上LED灯珠1的排列密度。而这种布线方式的前提是LED灯珠1、管脚焊盘旋转设计，即LED灯珠1、管脚焊盘的各边需要与Y向形成非零度夹角。另外将X向的正面C引线通过通孔与反面C引线连接并沿Y向引出，避免了显示屏X向边缘布线，能够做到显示屏的三个边无布线，实现无边框的单屏幕显示，也可以实现多屏幕拼接组成大屏显示。

正、反面的线路均完成后，取显示屏显示区60的左上角放大，其典型线路布置如图6所示，颜色较深的为反面线路，颜色较浅的为正面线路。

本发明中，引线虽然很多，但由于引线比较细(一般为20um～100um)，且引线与引线之间的间隙较大，因此屏幕看起来仍然是透明的。从显示区60出来的引线将被引出到显示屏边缘，通过柔性电路板50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1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50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50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50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50，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50，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。

由于本发明显示屏左右以及未设置FPC的一端均没有布线，因此可以实现一定程度的大屏拼接，如图8所示，是四块小屏组成一个大屏，也可以拼接为6块、8块或者更多。

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 (8)

1.一种无边缘布线的LED透明显示屏，其特征在于，包括：

透明基材，其上设置有分别与R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘、C管脚焊盘电连接且孔壁上设置有导电金属的通孔；

LED灯珠，在透明基材正面呈矩阵排列；

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；

正面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、反面C引线，均位于透明基材反面，R引线将Y向各LED灯珠对应的与R管脚焊盘电连接的通孔串联，G引线将Y向各LED灯珠对应的与G管脚焊盘电连接的通孔串联，B引线将Y向各LED灯珠对应的与B管脚焊盘电连接的通孔串联，反面C引线分别将各LED灯珠对应的与C管脚焊盘电连接的通孔沿Y向引出；

同一LED灯珠对应四个通孔中任意两个通孔的中心点连线与Y向形成非零度夹角。

2.根据权利要求1所述的无边缘布线的LED透明显示屏，其特征在于：同一LED灯珠的任意两个管脚焊盘中心点连线与X向形成45°夹角。

3.根据权利要求1所述的无边缘布线的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。

4.根据权利要求1所述的无边缘布线的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。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的无边缘布线的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管脚焊盘所处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管脚焊盘以及正面C引线，在第二导电层上制作出R引线、G引线、B引线、反面C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、B管脚焊接到B管脚焊盘上、C管脚焊接到C管脚焊盘上。

6.根据权利要求5所述的无边缘布线的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，在LED灯珠旁侧制作独立焊盘，与R管脚焊盘、G管脚焊盘、B管脚焊盘电连接的通孔设置在连体焊盘内，与C管脚焊盘电连接的通孔设置在独立焊盘内。

7.根据权利要求5所述的无边缘布线的LED透明显示屏的生产方法，其特征在于：将反面C引线、R引线、G引线、B引线从显示屏的Y向边缘引出，通过柔性电路板将引出的引线连接到驱动IC的管脚上。

8.根据权利要求5所述的无边缘布线的LED透明显示屏的生产方法，其特征在于：将反面C引线、R引线、G引线、B引线从显示屏的Y向边缘引出，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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