CN113528020B - 一种led纳米黑涂层及led显示模组 - Google Patents
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Abstract
为克服现有LED显示屏存在色差和对比度不足的问题，本发明提供了一种LED纳米黑涂层，包括树脂涂层以及分散于所述树脂涂层内部的纳米黑色颗粒，所述纳米黑色颗粒的粒径为10～800nm，单位面积的纳米黑色颗粒的颗粒数量为5～2500个/um2，所述LED纳米黑涂层的透光率为30～99％。同时，本发明还公开了包括上述LED纳米黑涂层的LED显示模组。本发明提供的LED纳米黑涂层对底层的PCB板和LED芯片自带的颜色具有一定的遮蔽作用，有利于LED显示模组呈现整板黑色的视觉效果，在LED显示模组工作时，发光区和非发光区具有较好的对比度，利于图像的显示。
Description
技术领域
本发明属于LED技术领域，具体涉及一种LED纳米黑涂层及LED显示模组。
背景技术
LED大屏幕显示以其得天独厚的优势，广泛应用于娱乐体育、金融证券、交通车站等各个场所，成为信息传播、新闻发布、广告宣传的最为常见的显示媒体。
一些大型的LED显示屏一般是由多个LED显示模组拼接得到的，而由于各生产批次工艺的细微区别容易导致不同批次的显示模组之间出现颜色不均一的问题，例如采用的封装胶的色度不一致，或是PCB底板的颜色不一致等情况，均会导致不同批次的LED显示模组存在一定的色差，当拼接成LED大屏幕时，由于整块屏幕的颜色不均匀，显示效果差，严重影响视觉感受。同时，由于PCB底板和封装胶等带有一定的底色，使得LED显示模组的整体颜色呈灰色，在显示时难以与发光的颜色区域形成较好的对比度，因此如何解决不同LED显示模组表面的颜色一致性差和对比度不足的问题，成为重要的研究方向。
发明内容
针对现有LED显示屏存在色差和对比度不足的问题，本发明提供了一种LED纳米黑涂层及LED显示模组。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种LED纳米黑涂层，包括树脂涂层以及分散于所述树脂涂层内部的纳米黑色颗粒，所述纳米黑色颗粒的粒径为10～800nm，单位面积的纳米黑色颗粒的颗粒数量为5～2500个/um2，所述LED纳米黑涂层的透光率为30～99％。
可选的，所述纳米黑色颗粒的粒径为20～500nm，单位面积的纳米黑色颗粒的颗粒数量15～1500个/um2，所述LED纳米黑涂层的透光率为35～90％。
可选的，所述树脂涂层内部纳米黑色颗粒的多分散指数为0.01-0.50。
可选的，所述树脂涂层的厚度为0.01～500um。
可选的，所述纳米黑色颗粒包括石墨烯、炭黑和碳纳米管中的一种或多种。
可选的，所述树脂涂层中还包括有纳米白色颗粒，所述纳米白色颗粒包括二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氮化硼和树脂颗粒中的一种或多种。
可选的，以所述LED纳米黑涂层的总质量为100％计，所述纳米黑色颗粒和所述纳米白色颗粒的总添加量为0.1～10％。
可选的，所述树脂涂层包括以下重量组分：主体树脂1～30份、固化剂0.1～10份、催化剂0.01～2份和助剂0.12～6份。
可选的，所述主体树脂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种；
所述助剂包括以下重量组分：
流平剂0.01～2份、消泡剂0.01～2份和分散剂0.1～2份。
另一方面，本发明提供了一种LED显示模组，包括PCB板、LED芯片、封装层以及如上所述的LED纳米黑涂层，所述LED芯片的数量为多个，多个所述LED芯片设置于所述PCB板的表面，所述封装层设置于所述PCB板表面并包覆所述LED芯片，所述LED纳米黑涂层设置于所述封装层背离所述PCB板的一侧。
根据本发明提供的LED纳米黑涂层，在树脂涂层中分散有纳米黑色颗粒，从而使得所述LED纳米黑涂层呈现出黑色半透明状态，对底层的PCB板和LED芯片自带的颜色具有一定的遮蔽作用，有利于LED显示模组呈现整板黑色的视觉效果，在LED显示模组工作时，发光区和非发光区具有较好的对比度，利于图像的显示。同时，并非所有含有纳米黑色颗粒的涂层均具有遮蔽颜色和提高对比度的作用，发明人基于色差遮蔽和增强对比度的目的，对LED纳米黑涂层的各项参数进行调整试验发现，当所述纳米黑色颗粒的粒径为10～800nm，单位面积的颗粒数量为5～2500个/um2，且所述LED纳米黑涂层的透光率为30～99％时，能够对于LED显示模组具有较好的的色差遮蔽效果，同时该LED纳米黑涂层对于LED芯片的光线遮挡较小，LED显示模组具有较好的显示对比度。
附图说明
图1是本发明提供的LED显示模组的结构示意图。
说明书附图中的附图标记如下：
1、驱动IC；2、PCB板；3、LED芯片；4、封装层；5、LED纳米黑涂层。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种LED纳米黑涂层，包括树脂涂层以及分散于所述树脂涂层内部的纳米黑色颗粒，所述纳米黑色颗粒的粒径为10～800nm，单位面积的纳米黑色颗粒的颗粒数量为5～2500个/um2，所述LED纳米黑涂层的透光率为30～99％。
在树脂涂层中分散有纳米黑色颗粒，从而使得所述LED纳米黑涂层呈现出黑色半透明状态，对底层的PCB板和LED芯片自带的颜色具有一定的遮蔽作用，有利于LED显示模组呈现整板黑色的视觉效果，在LED显示模组工作时，发光区和非发光区具有较好的对比度，利于图像的显示。同时，并非所有含有纳米黑色颗粒的涂层均具有遮蔽颜色和提高对比度的作用，发明人基于色差遮蔽和增强对比度的目的，对LED纳米黑涂层的各项参数进行调整试验发现，当所述纳米黑色颗粒的粒径为10～800nm，单位面积的纳米黑色颗粒的颗粒数量为5～2500个/um2，且所述LED纳米黑涂层的透光率为30～99％时，能够对于LED显示模组具有较好的的色差遮蔽效果，同时该LED纳米黑涂层对于LED芯片的光线遮挡较小，LED显示模组具有较好的显示对比度。
在优选的实施例中，所述纳米黑色颗粒的粒径为20～500nm，单位面积的纳米黑色颗粒的颗粒数量为15～1500个/um2，所述LED纳米黑涂层的透光率为35～90％。
若纳米黑色颗粒的粒径过小，则容易出现团聚；若纳米黑色颗粒的粒径过大，则在施工的过程中容易出现颗粒沉降；均会导致树脂涂层中的纳米黑色颗粒的分布不均匀。同时，单位面积的纳米黑色颗粒的颗粒数量过低，则难以起到遮蔽效果，若单位面积的纳米黑色颗粒的颗粒数量过高，则会对LED芯片的透射光线造成较大的遮挡，进而不利于图像对比度的提高。所述LED纳米黑涂层的透光率是本申请所要控制的参数之一，理论上应尽量避免对于LED芯片光线的遮挡，但LED纳米黑涂层的透光率过高则难以对LED显示模组之间的色差形成较好的遮蔽效果。
在本发明的描述中，所述LED纳米黑涂层的透光率可通过现有的检测方法检测得到，具体的，可采用以下方法进行检测：
在玻璃基材上喷涂形成述LED纳米黑涂层，在100摄氏度烘箱中固化30min后取出，置于紫外分光光度计上，在450nm波长下测试其透光率。
在一些实施例中，所述树脂涂层内部纳米黑色颗粒的多分散指数为0.01-0.50。
在优选的实施例中，所述树脂涂层内部纳米黑色颗粒的多分散指数为0.05-0.2。
当树脂涂层内部纳米黑色颗粒的多分散指数处于上述范围时，能够保证所述LED纳米黑涂层的浆料处于较为稳定的状态，在长时间放置的情况下不会出现沉降等问题。
在一些实施例中，所述树脂涂层的厚度为0.01～500um。
在一些实施例中，所述纳米黑色颗粒包括石墨烯、炭黑和碳纳米管中的一种或多种。
发明人试验发现，在本发明提供的LED纳米黑涂层中，通过加入纳米白色颗粒形成的哑光效果，与所述树脂涂层中的纳米黑色颗粒配合，能够在同样的色差遮蔽效果下减少纳米黑色颗粒的添加，进而利于所述LED纳米黑涂层的透光率的提高。
在一些实施例中，所述纳米白色颗粒包括二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氮化硼和树脂颗粒中的一种或多种。
在一些实施例中，以所述LED纳米黑涂层的总质量为100％计，所述纳米黑色颗粒和所述纳米白色颗粒的总添加量为0.1～10％。
在一些实施例中，所述树脂涂层包括以下重量组分：主体树脂1～30份、固化剂0.1～10份、催化剂0.01～2份和助剂0.12～6份。
在一些实施例中，所述主体树脂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。
在优选的实施例中，所述主体树脂选自硅、氟或氟硅改性的改性丙烯酸树脂、改性环氧树脂、改性聚酯树脂和改性聚氨酯树脂中的一种或多种。
采用硅、氟或氟硅改性的树脂，使得所述LED纳米黑涂层在具有遮蔽色差效果的同时具有极低的表面张力，优异的抗水抗油能力，可减少在LED显示屏表面上粘附的灰尘和指印，提高显示效果。
在一些实施例中，所述助剂包括以下重量组分：
流平剂0.01～2份、消泡剂0.01～2份和分散剂0.1～2份。
在优选的实施例中，所述流平剂选自丙烯酸酯类流平剂或有机硅类流平剂。
所述消泡剂选自聚醚改性有机硅类消泡剂或矿物油类消泡剂。
所述分散剂选自高分子型分散剂。
如图1所示，本发明另一实施例提供了一种LED显示模组，包括PCB板2、LED芯片3、封装层4以及如上所述的LED纳米黑涂层5，所述LED芯片3的数量为多个，多个所述LED芯片3设置于所述PCB板2的表面，所述封装层4设置于所述PCB板2表面并包覆所述LED芯片3，所述LED纳米黑涂层5设置于所述封装层4背离所述PCB板2的一侧。
在一实施例中，在一些实施例中，所述LED模组还包括多个驱动IC1，所述驱动IC1设置于所述PCB板2背离LED芯片3的一侧面上，且所述驱动IC1与所述LED芯片3电连接。
所述驱动IC1主要由SMT(Surface Mount Technology，表面贴装技术)工艺贴合在PCB板2上，所述驱动IC1通过导电材料与LED芯片3的正负极电连接，以驱动若干LED发光芯片工作。
所述LED显示模组的像素点间距为P0.01～P4.0，所述像素点间距是指LED显示模组中由一个像素点中心到相邻另一个像素点中心的距离，其中像素点间距在P0.01～P4.0的属于Mini LED显示屏，所述Mini LED显示屏中，LED芯片的尺寸在100微米量级。
在一实施例中，所述封装层4为环氧树脂层或有机硅层，厚度为20～500um。
所述封装层4用于保护、固定LED芯片，具有良好的耐热性、电绝缘性、粘结性、密封性能，可防水、防紫外线，使LED芯片不受环境影响，延长LED芯片的使用寿命。所述封装层4的厚度为100～500um时，在该厚度范围内，可有效密封、保护LED芯片，同时不会因封装层4的厚度过厚而影响到封装层的透光率和折射率，保证LED芯片的发光效果。
所述封装层4为透明或半透明材料。
具体的，所述封装层4可通过点胶或者印刷方式形成PCB板2表面，并包覆LED芯片。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的一种LED显示模组，包括PCB板、LED芯片、封装层、驱动IC和LED纳米黑涂层，所述LED芯片的数量为多个，多个所述LED芯片设置于所述PCB板的表面，所述封装层设置于所述PCB板表面并包覆所述LED芯片，所述LED纳米黑涂层设置于所述封装层背离所述PCB板的一侧，所述驱动IC设置于所述PCB板背离LED芯片的一侧面上，且所述驱动IC与所述LED芯片电连接。
其中，所述LED纳米黑涂层的厚度为3um，所述LED纳米黑涂层包括树脂涂层和分散于所述树脂涂层中的纳米炭黑，所述纳米炭黑的粒径为30～200nm，单位面积的纳米炭黑的颗粒数量为25～900个/um2，所述LED纳米黑涂层的透光率为70％。
实施例2
本实施例用于说明本发明公开的一种LED显示模组，包括实施例1中的大部分技术特征，其不同之处在于：
所述LED纳米黑涂层的厚度为3um，所述LED纳米黑涂层包括树脂涂层和分散于所述树脂涂层中的纳米石墨烯，所述纳米石墨烯的粒径为10～200nm，单位面积的纳米石墨烯的颗粒数量为300～900个/um2，所述LED纳米黑涂层的透光率为70％。
实施例3
本实施例用于说明本发明公开的一种LED显示模组，包括实施例1中的大部分技术特征，其不同之处在于：
所述LED纳米黑涂层的厚度为3um，所述LED纳米黑涂层包括树脂涂层和分散于所述树脂涂层中的纳米石墨烯和纳米二氧化硅，所述纳米二氧化硅的添加量为1wt％，所述纳米石墨烯的粒径为10～200nm，单位面积的纳米石墨烯的颗粒数量为30～300个/um2，所述LED纳米黑涂层的透光率为70％。
对比例1
本对比例用于对比说明本发明公开的一种LED显示模组，包括实施例1中的大部分技术特征，其不同之处在于：
不包括LED纳米黑涂层。
对比例2
本对比例用于对比说明本发明公开的一种LED显示模组，包括实施例1中的大部分技术特征，其不同之处在于：
所述纳米炭黑的粒径为900～1300nm，所述LED纳米黑涂层的透光率为15％。
对比例3
本对比例用于对比说明本发明公开的一种LED显示模组，包括实施例1中的大部分技术特征，其不同之处在于：
单位面积的纳米炭黑的颗粒数量为1～3个/um2，所述LED纳米黑涂层的透光率为99％。
对比例4
本对比例用于对比说明本发明公开的一种LED显示模组，包括实施例1中的大部分技术特征，其不同之处在于：
单位面积的纳米炭黑的颗粒数量为3000～4000个/um2，所述LED纳米黑涂层的透光率为10％。
性能测试
对上述实施例1～3和对比例1～4提供的LED显示模组进行如下性能测试：
将LED显示模组并排进行目视观察，将观察结果记录于表1中。
表1
从表1的测试结果可以看出，采用本发明提供的LED纳米黑涂层能够有效遮蔽LED芯片和底板颜色，避免不同批次产生的色差问题，同时也有利于提高显示效果的对比度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种LED显示模组，其特征在于，包括PCB板、LED芯片、封装层以及LED纳米黑涂层，所述LED芯片的数量为多个，多个所述LED芯片设置于所述PCB板的表面，所述封装层设置于所述PCB板表面并包覆所述LED芯片，所述LED纳米黑涂层设置于所述封装层背离所述PCB板的一侧，所述LED纳米黑涂层包括树脂涂层以及分散于所述树脂涂层内部的纳米黑色颗粒，所述纳米黑色颗粒的粒径为10~800nm，单位面积的纳米黑色颗粒的颗粒数量为5~2500个/um2，所述LED纳米黑涂层的透光率为30~99%，所述树脂涂层中还包括有纳米白色颗粒，所述纳米白色颗粒包括二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氮化硼和树脂颗粒中的一种或多种，以所述LED纳米黑涂层的总质量为100%计，所述纳米黑色颗粒和所述纳米白色颗粒的总添加量为0.1~10%；所述树脂涂层内部纳米黑色颗粒的多分散指数为0.01-0.50。
2.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于，所述纳米黑色颗粒的粒径为20~500nm，单位面积的纳米黑色颗粒的颗粒数量为15~1500个/um2，所述LED纳米黑涂层的透光率为35~90%。
3.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于，所述树脂涂层的厚度为0.01~500um。
4.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于，所述纳米黑色颗粒包括石墨烯、炭黑和碳纳米管中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于，所述树脂涂层包括以下重量组分：主体树脂 1~30份、固化剂0.1~10份、催化剂 0.01~2份和助剂 0.12~6份。
6.根据权利要求5所述的LED显示模组，其特征在于，所述主体树脂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种；
所述助剂包括以下重量组分：
流平剂 0.01~2份、消泡剂 0.01~2份和分散剂0.1~2份。
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