CN114637430A - 一种集成模块与显示模组 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种集成模块与显示模组，属于显示技术领域。该集成模块包括集成基板，集成基板的第一表面设置有若干像素点，集成基板的第二表面设置有感光传感器，集成基板分别与若干像素点及感光传感器电性连接；集成基板上还开设有贯穿第一表面及第二表面的导光通孔，且感光传感器的感光表面正对导光通孔。本技术方案，其可有效解决现有技术中针对大尺寸显示屏实现屏幕触控时均采用额外的触控系统来实现相应显示屏的触控功能的技术方案使得显示屏的系统结构变得复杂性的同时，亦影响了显示屏的显示效果及存在触控延时的缺点的技术问题。

Description

一种集成模块与显示模组

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种集成模块与显示模组。

背景技术

当前，针对大尺寸LED显示屏的屏幕触控方案，较为成熟的方法有三种。第一种是在屏幕外加装一个红外边框，利用红外对管检测触控点点位反射的红外光，计算出触控点的准确坐标，从而完成触控刷新。这种方式的优点在于成本低，延迟低，能够快速、精确的确定触控点坐标。不过缺点在于红外对管的安置位置，需使屏幕保留一圈边框，无法实现无边框显示。第二种是在屏幕表面铺设一层金属网格，利用铜等导电金属及其氧化物的丝线密布在PET基材导电层上，形成形状规则的网格，基于贴合的导电膜通过感应触摸实现信号传输功能。其优点是低成本，制程简单，良率高，可卷曲，低方阻；缺点是可能产生莫尔条纹，难以完全克服。第三种是在屏幕前方安置摄像头，先在屏幕表面喷涂一层保护膜，通过屏前预设的摄像头拍摄触控点位，进行图像处理，实现屏幕触控点的精确定位。其优势在于定位精度高，屏幕一体效果好；缺点在于延迟较高，每次都需要结合现场情况，选择摄像头的安放位置，调试触控系统。

可见，在上述三种方案中，其实现触控功能的检测传感器都不约而同地与显示屏独立开，即其均通过独立于显示屏结构之外的额外的触控系统来实现相应显示屏的触控功能。这样做虽然可带来成本低、技术实现难度低、易于维护等好处，但均不可避免地增加了显示屏结构的复杂性，同时，亦影响了显示屏的显示效果及存在触控延时的缺点。

发明内容

本申请的主要目的在于提出一种集成模块与显示模组，其旨在解决现有技术中针对大尺寸显示屏实现屏幕触控时均采用额外的触控系统来实现相应显示屏的触控功能的技术方案使得显示屏的系统结构变得复杂性的同时，亦影响了显示屏的显示效果及存在触控延时等缺点的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供了一种集成模块，包括集成基板，所述集成基板的第一表面设置有若干像素点，所述集成基板的第二表面设置有感光传感器，所述集成基板分别与所述若干像素点及所述感光传感器电性连接；所述集成基板上还开设有贯穿所述第一表面及所述第二表面的导光通孔，且所述感光传感器的感光表面正对所述导光通孔。

可选地，所述导光通孔内填充有导光柱。

可选地，所述导光通孔内填充有若干滤镜。

可选地，所述若干像素点呈矩阵分布在所述第一表面，每一所述像素点均包括三个灯珠晶片以及一个公共极焊盘，所述三个灯珠晶片以及一个公共极焊盘呈田字形分布。

可选地，邻近所述导光通孔设置的所述像素点的所述公共极焊盘紧邻所述导光通孔设置。

可选地，所述集成基板的第一表面还设置有密封胶层，以密封保护所述若干像素点。

可选地，所述集成基板的第二表面还设置有若干驱动芯片，所述若干驱动芯片与所述集成基板电性连接。

可选地，所述集成基板的第二表面还设置有黑胶层，以密封保护所述若干驱动芯片及所述感光传感器。

此外，为实现上述目的，本申请提供了一种显示模组，包括若干上述的集成模块。

可选地，还包括模组PCB板，若干所述集成模块呈矩阵分布固设在所述模组PCB板的一侧表面上。

本申请提供的集成模块与显示模组，其集成模块包括集成基板，集成基板的第一表面设置有若干像素点，集成基板的第二表面设置有感光传感器，集成基板分别与若干像素点及感光传感器电性连接；集成基板上还开设有贯穿第一表面及所述第二表面的导光通孔，且感光传感器的感光表面正对导光通孔。这样一来，在集成模块的封装结构中，感光传感器与像素点并不在一个层面上，而是在集成基板的正反两个表面上，这样，就不会因为感光传感器的体积问题，而影响到像素点的正常封装。当显示模组通过若干上述集成模块组成时，每一集成模块可作为一个最小分辨单元，实现相应的触控检测定位，具体为利用集成模块上的像素点发光作为检测光源，以在触控物体靠近某一集成模块时，相应集成模块的像素点发光会照射到该触控物体的表面而形成相应的反射光线，与之同时，相应集成模块的感光传感器通过导光通孔检测到这些反射光线后，可基于这些反射光线的光线强度产生电信号，来确定该触控物体的位置，进而实现该显示模组的实时触控交互。可见，本申请是通过一体式封装结构来实现显示屏模组的触控交互的，其可在有效简化显示模组的系统结构的同时，不会影响显示屏的显示效果，及不存在触控延时的缺点。因而，本技术方案，其可有解决现有技术中针对大尺寸显示屏实现屏幕触控时均采用额外的触控系统来实现相应显示屏的触控功能的技术方案使得显示屏的系统结构变得复杂性的同时，亦影响了显示屏的显示效果及存在触控延时的缺点的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的集成模块的正面结构示意图。

图2为图1所示集成模块的背面结构示意图。

图3为图1所示集成模块的剖视结构示意图。

图4为本申请实施例二提供的显示模组的结构示意图。

图5为图4所示显示模组的局部Ⅰ放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本申请，但并不构成对本申请的限定。此外，下面所描述的本申请各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例一

如图1至图3所示，本申请实施例一提供一种集成模块100，该集成模块100包括集成基板110，集成基板110的第一表面设置有若干像素点120，集成基板110的第二表面设置有感光传感器130，集成基板110分别与若干像素点120及感光传感器130电性连接。集成基板110上还开设有贯穿第一表面及第二表面的导光通孔111，且感光传感器130的感光表面正对导光通孔111。

在本实施例中，如图1至图3所示，为更好地实现感光传感器130的感光检测，感光传感器130具体可设置于第二表面的正中心，同时，导光通孔111亦开于集成基板110的正中心，这样可使得若干像素点120更规则地分布在导光通孔111的四周，进而降低感光传感器130的感光检测后定位计算难度。

在一些示例中，如图3所示，在导光通孔111内填充有导光柱140，通过导光柱140的设置，其可将照射到导光通孔111上的光线均匀引导到感光传感器130上，即起到导光、匀光的作用，使得集束的光线均匀的分布在导光截面。同时，导光通孔111内还可填充有若干滤镜(未图示)，这些滤镜可用于过滤红外光和紫外光，使感光传感器130不会对不可见光反应，造成干扰。同时，这些滤镜也可以用于仅让特定波段的光线通过，仅使像素点120特定波段的光线影响感光传感器，方便作为检测光线进行触控定位。同样的，也可以不添加滤镜，仅通过软件控制或者硬件电路，实现带通滤波。

在一些示例中，如图1至图3所示，若干像素点120呈矩阵分布在第一表面，每一像素点120均包括三个灯珠晶片以及一个公共极焊盘124，三个灯珠晶片以及一个公共极焊盘124呈田字形分布。三个灯珠晶片可以分别是红色灯珠晶片121、绿色灯珠晶片122以及蓝色灯珠晶片123，正常来说，红色灯珠晶片121、绿色灯珠晶片122、蓝色灯珠晶片123以及公共极焊盘124按照预设同样的排列方式进行田字形分布排列，但为了保证导光通孔111有较大的尺寸空间，以便于感光传感器130接收前方灯珠的反射光线，对导光通孔111周围的像素点120的灯珠分布做了转向处理。具体来说，由于公共极焊盘124的作用主要为连接相应像素点120中各灯珠的正极或者负极(二选一)，其尺寸可以做得更小一点。故在导光通孔111周围轮廓的灯珠，就可以转变一个方向，使得邻近导光通孔111设置的像素点120的公共极焊盘124紧邻导光通孔111设置，来为导光通孔111预留更大的尺寸空间。导光通孔111的边沿，最简单的情况可以是一个圆形的，这样方便加工。因为目前主流的封装技术条件下，该导光通孔111的圆孔直径是0.5mm，通过十字开孔的轮廓设计，其有效感光直径可以扩大到1mm以上，从而极大提升感光传感器130的敏感度。

在一些示例中，如图1至图3所示，集成基板110的第一表面还设置有密封胶层150，以密封保护若干像素点120。密封胶层150的主要材料可以是环氧树脂，多数情况下会混杂黑色素等材料，起到保护内部电气封装以及提高画面对比度和一致性的作用。

在一些示例中，如图1至图3所示，集成基板110的第二表面还设置有若干驱动芯片160，若干驱动芯片160与集成基板110电性连接。同时，集成基板110的第二表面还设置有黑胶层170，以密封保护若干驱动芯片160及感光传感器130。其中，感光传感器130和若干驱动芯片160可直接焊接固定在集成基板110的第二表面上后，通过黑胶层170密封保护。感光传感器160主要用于接收来自导光柱140的光线，并产生光电反应，形成相应的电信号后，既可直接导入驱动芯片160，以继续向上输出至相应的触控系统，亦可将直接输出至相应的触控系统。驱动芯片160用于接收显示驱动数据，以驱动像素点120的灯珠显示。驱动芯片160具体可以邦定工艺裸晶封装，通过金线11与集成基板110建立电气连接，这里的金线11也可直接将感光传感器130的感生电流连接至焊盘引脚12输出。焊盘引脚12是用以连接外部器件的管脚，驱动芯片160的对外部分都通过金线11连接在焊盘引脚12上。

在一些示例中，如图1至图3所示，本申请实施例中的集成模块100的一个典型尺寸是4x4mm，在这一个尺寸上安装16个像素点120，1个感光传感器130及1个驱动芯片160，当这一感光传感器130有信号输出时，说明触控点落到了该集成模块100的尺寸范围内。而感光传感器130需要做的，就是采集到触控轮廓在不同时间片段内，经由不同像素点120照射下的反射光强，从而确定触控轮廓在这一集成模块100中，更靠近16个像素点中的哪一个，并将其判定为触控点。对于这16个像素点120，是按照4*4排列的，而这16像素点120当中，每个像素点120又分别有红色灯珠晶片121、绿色灯珠晶片122、蓝色灯珠晶片123以及公共极焊盘124。三色灯珠晶片按照特定的配比发光，就能够组成白光。驱动这些灯珠晶片工作的驱动芯片160被集成在背面，以邦定工艺进行裸晶固定封装。

需要说明的是，驱动芯片160的数量以及像素点120，是不做具体限定的。一个驱动芯片160对应16个像素点120可以作为一个典型值。但同样可以用两个驱动芯片160对应64个像素点120，作为一个集成模块来封装，或者其它数量。而驱动芯片160的封装行式也是不做限定的，QFN封装和裸晶邦定封装都是在实际应用中的低成本解决方案，但不排除其它的固定方式。具体来说，同样的模块尺寸下，像素点120的尺寸不同，可以封装实现不同分辨率的集成模块100。以4*4mm尺寸范围为例，其上可以封装从P1-P0.5的尺寸规格，即不考虑像素点120的体积的情况下，封装的像素点120按照4*4、5*5、6*6、7*7、8*8排列，间距是逐次递进的。而递进的过程中，驱动形式和驱动方案也会有相应的调整。在加工流片的过程中，就可以降低基座的成本，进一步降低封装的成本。而设计流程也被简化为对集成模块100的片选组合。

另外，上述提到的感光传感器130的制作材料可以有许多种，例如硒、锗、硫化镉、砷化镓等，其中硫化镉测光也是常用的检测光强的材料。硫化镉是一种无机物，化学式为CdS，晶体有两种，α-式呈柠檬黄色粉末，β-式呈桔红色粉末。微溶于水，溶于酸，微溶于氨水，可用于制焰火、玻璃釉、瓷釉、发光材料、颜料。高纯度硫化镉是良好的半导体，对可见光有强烈的光电效应，可用于制光电管、太阳能电池。也可以结合本申请感光传感器130的要求，作为本申请的感光传感器130来使用。

实施例二

如图4及图5所示，本申请提供了一种显示模组200，该显示模组200包括若干上述的集成模块100以及模组PCB板(未图示)，若干集成模块100呈矩阵分布固设在模组PCB板的一侧表面上。

在一些示例中，本申请的集成模块100是正面像素点封装，背面常规IC裸晶封装的模块，贴敷于双面PCB板上，即本实施例中的模组PCB板为双面板结构，可用于传输数据和电流，而显示数据的驱动和处理可依靠集成模块100上的驱动芯片负责，一对一驱动控制相应的集成模块100。对于每个集成模块100来说，其接收的数据量小，巨量数据通过巨量的传输信道得到转移。对于集成模块100上的驱动芯片，其信号包括行控制信号和列控制信号，通过单片芯片就可以实现行列信号共用，充分发挥芯片效能。而前述的两个驱动芯片160对应64个像素点120的形式，也是采用行列信号共用的，可以省下两片晶片。

具体来说，上述集成模块100在模组PCB板上是通过焊点连接的，也可以采用包括粘性材料连接、球焊连接等形式固定在模组PCB板上。双面板结构的模组PCB板主要包含为集成模块100供电的DC模块、数据传输信道等。另外，采用裸晶封装连接在模组PCB板上时，通常裸晶的密封胶层的高度是要稍微高于焊点的，这时如果将集成模块100放在平整的模组PCB板上，由于底部被密封胶撑高，焊点是接触不到焊盘的。为使集成模块100与模组PCB板紧密贴合，同时使集成模块100的焊盘引脚与模组PCB板的焊盘贴合，通常会在集成模块100的密封胶层高出部分开一个小孔，让密封胶层顶部落入孔内，同时实现集成对模块100的结构定位。该孔位具体就是阵列式的小孔，可以是通孔，也可以是控深孔。

在一些示例中，上述集成模块100之间一般是紧密贴合的，但是集成模块100与集成模块100之间亦可以保留一定的缝隙，与像素点120间的缝隙一致。集成模块120之间从结构上是彼此分离封装的。基于此，密封胶层也并不是统一的封装在整张显示模组上的，而是分散的封装在单个集成模块100上，实现胶层的密封。前面也说明了集成模块本身尺寸很小，所以单个集成模块100的密封灌胶用量很低，可以很快速的实现灌胶。而对集成模块100的灌胶工艺，可以直接采用现有的对SMD灯珠的灌胶工艺实现，因为单个集成模块100的尺寸是远大于当前单个SMD灯珠的尺寸的，而目前每颗SMD表贴灯的表面都会封装一层密封胶层，其实现的成本很低，工艺也很成熟，故在这里不做展开说明。

具体的，每封装了一片集成模块100，相当于同时封装了16个像素点120。而对每个集成模块100来说，由于体积小，数量少，规格统一，流片和加工速度更高，适合大规模生产。如图2所示，每个集成模块100都有数个焊盘引脚12与模组PCB板连接，集成模块100的尺寸很大，故焊盘引脚12的面积也很大，这就大大的提高了单个集成模块100在模组PCB板上的连接强度，配合表面分散封装的密封层结构，为方便的书写触控交互打下基础。对集成模块100分别封装，分别灌胶的优势在于，可以使集成模块100本身的整体漏光减小，每16个像素点120为一组，其漏光在单个集成模块100内就出现了，但不会在整个显示模组200上累加。从而减小显示模组200的拼缝漏光。

以COB封装模组为例，显示模组200本身产生边界漏光的主要原因，是像素点120发出的部分光线在透光的密封胶层边界内部形成反射，多次反射后最终从密封层的侧边沿射出，显示模组200侧边沿的整体漏光，是由板上多个像素点120共同作用的结果。COB封装模组上的密封层不是一体式的，16个像素点120与集成模块100呈分布式封装，对应的胶层也是分散在每个集成模块100上，这就使得像素点120的漏光在显示模组200内部就被消耗了，不会出现整体漏光的情况。

在一些示例中，多个显示模组200拼接在一起，可形成更大尺寸的显示屏。现有的显示模组200的拼接工艺中，存在一定的拼接缝隙。而本申请集成模块100之间的缝隙却可以在一定程度上将显示模组200的拼接缝隙给隐藏起来，使得显示模组200间的拼缝看起来并不明显，实现无缝化拼接。与COB拼接相比，集成模块100的封装形式中，集成模块100并不是被一体式的密封的，而是分体式的。这就导致了显示模组200的拼接起来会存在两种缝隙，一种是显示模组200之间的拼缝，另一种是集成模块100之间的拼缝。得益于当下封装工艺，集成模块100之间的拼缝有着极高一致性，其效果要远优于显示模组200之间的拼缝。但从尺寸间隙上看，两者其实是一致的。这就使得集成模块1000之间的拼缝可以掩盖显示模组200之间的拼缝的瑕疵，实现糊化的视觉美缝效果，从整体上提升了画面的一致性。

本申请实施例提供的集成模块与显示模组，其集成模块包括集成基板，集成基板的第一表面设置有若干像素点，集成基板的第二表面设置有感光传感器，集成基板分别与若干像素点及感光传感器电性连接；集成基板上还开设有贯穿第一表面及所述第二表面的导光通孔，且感光传感器的感光表面正对导光通孔。这样一来，在集成模块的封装结构中，感光传感器与像素点并不在一个层面上，而是在集成基板的正反两个表面上，这样，就不会因为感光传感器的体积问题，而影响到像素点的正常封装。当显示模组通过若干上述集成模块组成时，每一集成模块可作为一个最小分辨单元，实现相应的触控检测定位，具体为利用集成模块上的像素点发光作为检测光源，以在触控物体靠近某一集成模块时，相应集成模块的像素点发光会照射到该触控物体的表面而形成相应的反射光线，与之同时，相应集成模块的感光传感器通过导光通孔检测到这些反射光线后，可基于这些反射光线的光线强度产生电信号，来确定该触控物体的位置，进而实现该显示模组的实时触控交互。可见，本申请是通过一体式封装结构来实现显示屏模组的触控交互的，其可在有效简化显示模组的系统结构的同时，不会影响显示屏的显示效果，及不存在触控延时的缺点。因而，本技术方案，其可有解决现有技术中针对大尺寸显示屏实现屏幕触控时均采用额外的触控系统来实现相应显示屏的触控功能的技术方案使得显示屏的系统结构变得复杂性的同时，亦影响了显示屏的显示效果及存在触控延时的缺点的技术问题。

以上结合附图对本申请的实施方式作了详细说明，但本申请不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本申请原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种集成模块，其特征在于，包括集成基板，所述集成基板的第一表面设置有若干像素点，所述集成基板的第二表面设置有感光传感器，所述集成基板分别与所述若干像素点及所述感光传感器电性连接；所述集成基板上还开设有贯穿所述第一表面及所述第二表面的导光通孔，且所述感光传感器的感光表面正对所述导光通孔。

2.根据权利要求1所述的集成模块，其特征在于，所述导光通孔内填充有导光柱。

3.根据权利要求1所述的集成模块，其特征在于，所述导光通孔内填充有若干滤镜。

4.根据权利要求1所述的集成模块，其特征在于，所述若干像素点呈矩阵分布在所述第一表面，每一所述像素点均包括三个灯珠晶片以及一个公共极焊盘，所述三个灯珠晶片以及一个公共极焊盘呈田字形分布。

5.根据权利要求4所述的集成模块，其特征在于，邻近所述导光通孔设置的所述像素点的所述公共极焊盘紧邻所述导光通孔设置。

6.根据权利要求1所述的集成模块，其特征在于，所述集成基板的第一表面还设置有密封胶层，以密封保护所述若干像素点。

7.根据权利要求1-6任一项所述的集成模块，其特征在于，所述集成基板的第二表面还设置有若干驱动芯片，所述若干驱动芯片与所述集成基板电性连接。

8.根据权利要求6所述的集成模块，其特征在于，所述集成基板的第二表面还设置有黑胶层，以密封保护所述若干驱动芯片及所述感光传感器。

9.一种显示模组，其特征在于，包括若干如权利要求1-8任一项所述的集成模块。

10.根据权利要求9所述的显示模组，其特征在于，还包括模组PCB板，若干所述集成模块呈矩阵分布固设在所述模组PCB板的一侧表面上。

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