CN117613174A - 一种超薄显示单元及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
一种超薄显示单元及其封装方法，属于显示屏技术领域，解决了现有的LED显示单元的封装方法会产生封装后表面颜色不一致的问题。所述的显示单元包括电路板、发光面、驱动面和光学层，所述的发学面用于封装发光芯片，所述的驱动面用于封装集成电路，所述的光学层包括半固化膜和感光胶膜；所述的电路板和发光面上均贴附有半固化膜，所述的半固化膜上贴附有感光胶膜；所述的半固化膜的厚度为0.05mm～0.1mm，所述的感光胶膜的厚度为0.07mm～0.15mm。本发明所述的一种超薄显示单元的封装方法，适用于各种类型的显示单元实现封装的厚度一致性。
Description
技术领域
本发明涉及显示屏技术领域，具体涉及超薄显示单元及其封装方法。
背景技术
LED（发光二极管）显示单元封装指的是将LED芯片和相关电路封装在一个独立的组件中，用于实现发光芯片的发光和显示功能。但是，当LED显示单元做到0.7mm及以下点间距时，如果LED显示单元表面封装胶水厚度过厚时,在显示单元拼接过程中，由于两个显示单元边缘的LED受制于光学折射，会导致LED的发光亮度无法完全从正面出光，而使得一侧亮度低，出现拼接线的问题。解决该问题主要方法是将LED显示单元表面封装胶做薄，使得边缘LED的发光亮度减少折射，从而完全从正面出光。
现有技术中，由于LED显示单元表面封装要结合防护性、光学特性、表面黑度等技术问题，因此，实现封装胶做薄通常采用环氧树脂增加碳粉或有机黑色颜料的方法，不做表面贴膜。但是，该方法主要问题是环氧树脂是由液态经过高温使环氧树脂固化于显示单元表面，当高温固化过程中碳粉或有机黑材料会存在沉淀或团聚的问题导致显示单元表面颜色不一致。
例如，中国专利CN113889462A公开了“LED芯片及其制备方法和封装方法”，以使用掺有黑色素的环氧树脂胶或硅胶填充LED芯片之间的区域，再使用透明胶体覆盖整个PCB基板，完成整体的封装保护。
综上所述，现有的LED显示单元的封装方法会由于环氧树脂在固化的过程中，其内部添加的碳粉或有机黑材料会出现沉淀或团聚，从而导致显示单元表面颜色不一致的问题。
发明内容
本发明解决了现有的LED显示单元的封装方法会产生封装后表面颜色不一致的问题。
本发明所述的一种超薄显示单元，所述的显示单元包括电路板、发光面、驱动面和光学层，所述的发光面用于封装发光芯片，所述的驱动面用于封装集成电路，所述的光学层包括半固化膜和感光胶膜；
所述的电路板和发光面上均贴附有半固化膜，所述的半固化膜上贴附有感光胶膜；
所述的半固化膜的厚度为0.05mm～0.1mm，所述的感光胶膜的厚度为0.07mm～0.15mm。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的光学层的厚度为0.15mm～0.35mm，透光率为30%～50%，表面硬度为60HD～85HD，雾度为20%～40%，且具有60°测量光泽度7gu～20gu。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的半固化膜包括丙烯酸酯共聚物。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的感光胶膜包括胶黏剂、光聚合单体和光引发剂；
所述的胶黏剂为经酯化或酰胺化改性酸酐共聚物；
所述的光聚合单体为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯或有机硅丙烯酸酯，折射率在1.45～1.53之间；
所述的光引发剂为紫外光引发剂、肟酮酯光引发剂或酰基膦化氧光引发剂。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的感光胶膜的内部添加有1％～5％的黑色颜料。
本发明所述的一种超薄显示单元的封装方法，所述的封装方法是采用上述方法中任一所述的一种超薄显示单元实现的，包括以下步骤：
步骤S1，将光学层平铺在真空压合装置中；
步骤S2，将发光面贴附在光学层的半固化膜上；
步骤S3，将硅胶垫放置于驱动面上；
步骤S4，开启抽真空，并使真空压合装置的上模具向下移动，当半固化膜软化且其与电路板接触后，上模具停止向下移动，当半固化膜贴附在电路板和发光面时，关闭抽真空，并取出显示单元；
步骤S5，将显示单元进行紫外照射，使得半固化膜和感光胶膜固化，支撑体脱离，且支撑体的纹路留至感光胶膜的表面。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的步骤S5中，所述的紫外照射的条件为：
紫外光为300nm～400nm，光能量为500mj/cm²～1000mj/cm²，照射时间为5s～10s。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的步骤S5中，所述的半固化膜固化后，粘基力＞内聚力＞黏合力＞快粘力。
本发明解决了现有的LED显示单元的封装方法会产生封装后表面颜色不一致的问题。具体有益效果包括：
1、本发明所述的一种超薄显示单元，现有技术中，采用环氧树脂进行封装后，表面贴膜也需要一定的厚度，两者厚度相加，显示单元的表面封装无法做到超薄。为解决上述技术问题，本发明通过在电路板和发光面上依次贴附有半固化膜和感光胶膜，半固化膜的厚度为0.05mm～0.1mm，感光胶膜的厚度为0.07mm～0.15mm，即光学层的厚度较薄，实现了超薄显示单元的目的，且超薄显示单元能够使边缘的发光亮度减少，完全从正面出光。因此，拼接的显示单元之间避免了红线及蓝线的问题；
2、本发明所述的一种超薄显示单元的封装方法，现有技术中，采用环氧树脂固化于显示单元表面，且在环氧树脂中添加碳粉或有机黑材料，当高温固化过程中，碳粉或有机黑材料会存在沉淀或团聚的问题，导致显示单元的表面颜色不一致。为解决上述技术问题，本发明通过在发光芯片贴附发光层，发光层中的半固化膜和感光胶膜均为半固化状态，当温度升高会使其完全固化，实现了封装的厚度一致性，且避免了现有的液态胶水在固化过程中的沉淀或团聚问题；
本发明所述的一种超薄显示单元的封装方法，适用于各种类型的显示单元实现封装的厚度一致性。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是实施方式一所述的超薄LED 显示单元示意图；
图2是实施方式一所述的光学层的结构示意图；
图3是实施方式二所述的发光面的结构图；
图4是实施方式二所述的半固化膜与电路板粘接示意图。
具体实施方式
下面结合附图将对本发明的多种实施方式进行清楚、完整地描述。通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施方式一、本实施方式所述的一种超薄显示单元，所述的显示单元包括电路板、发光面、驱动面和光学层，所述的发光面用于封装发光芯片，所述的驱动面用于封装集成电路，所述的光学层包括半固化膜和感光胶膜；
所述的电路板和发光面上均贴附有半固化膜，所述的半固化膜上贴附有感光胶膜；
所述的半固化膜的厚度为0.05mm～0.1mm，所述的感光胶膜的厚度为0.07mm～0.15mm。
本实施方式中，所述的光学层的厚度为0.15mm～0.35mm，透光率为30%～50%，表面硬度为60HD～85HD，雾度为20%～40%，且具有60°测量光泽度7gu～20gu。
本实施方式中，所述的半固化膜包括丙烯酸酯共聚物。
本实施方式中，所述的感光胶膜包括胶黏剂、光聚合单体和光引发剂；
所述的胶黏剂为经酯化或酰胺化改性酸酐共聚物；
所述的光聚合单体为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯或有机硅丙烯酸酯，折射率在1.45～1.53之间；
所述的光引发剂为紫外光引发剂、肟酮酯光引发剂或酰基膦化氧光引发剂。
本实施方式中，所述的感光胶膜的内部添加有1％～5％的黑色颜料。
现有技术中，LED发光芯片间距小于0.7mm及以下时，在显示单元拼接过程中，由于处于边缘的LED发光芯片距离显示单元的边缘过近，当封装厚度过大时会存在拼接彩线。所述的拼接彩线是LED发光芯片与LED发光芯片之间红光与蓝光结合处，由于红光和蓝光的光学折射，导致其亮度正面出光少，侧壁出光多，当带有一定角度观察时，拼缝处会存在红线或蓝线。
为解决上述技术问题，本实施方式中，超薄LED显示单元包括电路板、发光面、驱动面和光学层，所述的电路板为FR-4（环氧板）或BT（树脂）材质，所述的发光面封装LED发光芯片，驱动面封装用于驱动LED的集成电路。如图1所示，电路板以及发光面上的LED发光芯片均依次贴附有半固化膜、感光胶膜和支撑体。
如图2所示，所述的光学层还包括保护膜和支撑体，保护膜贴附在半固化膜上，避免空气中的灰尘污染半固化膜。支撑体贴附在感光胶膜上。
在整体上，光学层的厚度为0.15mm～0.35mm，透光率为30%～50%，表面硬度为60HD～85HD，雾度为20%～40%，且具有60°测量光泽度7gu～20gu。
所述的保护膜是聚乙烯薄膜。
所述的支撑体是聚酯载膜，用于支撑感光胶膜，聚酯载膜的厚度为10um～25um，聚酯载膜表面具有一定雾度，雾度值为20%～40%，具有60°测量光泽度7gu～20gu，当感光胶膜涂覆至聚酯载膜表面时，其光泽度及雾度会印至感光胶膜表面。
所述的半固化膜是以丙烯酸酯共聚物为主，厚度为0.05mm～0.1mm，共聚合玻璃化的温度在-20℃～-50℃之间。
所述的感光胶膜是由胶黏剂、光聚合单体、光引发剂和其他添加剂组成，用溶剂配成感光涂布液，再涂覆在聚酯片上经干燥制得。胶黏剂是高分子成膜物质，具有较好的柔韧性和拉伸强度，常用经酯化或酰胺化改性酸酐共聚物。光聚合单体在紫外曝光时进行光聚合，生成高度交联的网状结构，使胶膜有较强的硬度和粘接强度，其主体为环氧丙烯酸树脂，另外可选的聚氨酯丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯等。光聚合后的光聚合单体厚度0.15mm～0.35mm，折射率在1.45～1.53之间。光引发剂选用紫外光引发剂，可选的大分子肟酮酯光引发剂、大分子酰基膦化氧光引发剂等，吸收紫外光区250nm～420nm。
所述的感光胶膜内添加黑色有机碳粉或无机黑色颜料，添加比例1％～5％，用以调整感光胶膜的透光性。
在形成本实施方式所述的超薄LED显示单元之间，会将保护膜撕除，且支撑体也会发生脱离的现象。因此，最终贴附在电路板和LED发光芯片的光学层的厚度小于0.15mm～0.35mm，该超薄LED显示单元的封装光学层的厚度较小，有效的增加了正面出光亮度，减少了红光或蓝光的光学折射，从而解决了拼缝处会出现红线或蓝线问题。
实施方式二、本实施方式所述的一种超薄显示单元的封装方法，所述的封装方法是采用实施方式一所述的一种超薄显示单元实现的，包括以下步骤：
步骤S1，将光学层平铺在真空压合装置中；
步骤S2，将发光面贴附在光学层的半固化膜上；
步骤S3，将硅胶垫放置于驱动面上；
步骤S4，开启抽真空，并使真空压合装置的上模具向下移动，当半固化膜软化且其与电路板接触后，上模具停止向下移动，当半固化膜贴附在电路板和发光面时，关闭抽真空，并取出显示单元；
步骤S5，将显示单元进行紫外照射，使得半固化膜和感光胶膜固化，支撑体脱离，且支撑体的纹路留至感光胶膜的表面。
本实施方式中，所述的步骤S5中，所述的紫外照射的条件为：
紫外光为300nm～400nm，光能量为500mj/cm²～1000mj/cm²，照射时间为5s～10s。
现有技术中，采用模压技术封装环氧树脂配合贴膜工艺，当高温固化过程中，添加在环氧树脂中的碳粉或有机黑材料会存在沉淀或团聚的问题，也就无法做到显示单元均匀一致。
同时，为了制备出实施方式一所述的一种超薄显示单元，本实施方式设计出了一种超薄显示单元的封装方法，包括以下步骤：
步骤S1，制备显示单元，显示单元包括发光面和驱动面，如图3所示，发光面包括若干阵列LED发光芯片；
步骤S2，聚乙烯薄膜撕掉后，将光学层平铺于真空压合装置中；
步骤S3，将显示单元的发光面朝下后，如图4所示，与光学层的半固化膜相接触；
步骤S4，将硅胶垫放置于显示单元的驱动面上；
步骤S5，开启真空压合装置中的抽真空，并真空压合装置中的上模具缓慢向下移动，当半固化膜软化且其与电路板相接触后，上模具停止向下移动，当半固化膜与电路板和发光面上的LED发光芯片粘接时，停止真空，并取出显示单元；
步骤S6，将带有光学层的显示单元取出并放置于光学紫外灯下，使用300nm～400nm的紫外光，光能量为500j/cm²～1000mj/cm²，照射时间为5s～10s；
步骤S7，紫外照射后，半固化膜和感光胶膜均固化，并且聚酯载膜可以脱离，其纹路留至感光胶膜的表面，形成了如图1所示的一种超薄LED显示单元。
因此，本实施方式将预制的黑色胶水均匀涂覆于离型膜表面，黑色胶水为半固化态，当温度升高会使其完全固化，该方法的优点是规避黑色液态胶水在固化过程中的沉淀或团聚问题，并且采用本方法可以实现封装胶水的厚度一致性，表面光学一致性，透光率一致性等技术问题。
实施方式三、本实施方式是对实施方式二所述的一种超薄显示单元的封装方法的进一步限定，所述的步骤S5中，所述的半固化膜固化后，粘基力＞内聚力＞黏合力＞快粘力。
本实施方式中，半固化膜固化后，粘基力>内聚力>黏合力>快粘力，其具体表现为粘基力最大，当增加压力和温度时，半固化膜与LED发光芯片形成快粘力，在逐步压合过程中，半固化膜与电路板及LED发光芯片形成黏合力，内聚力是半固化膜与LED发光芯片与电路板粘接后的内聚强度。
这样做的好处是，半固化膜与LED发光芯片压合过程中形成的快粘力使半固化膜产生一种界面剥离力，当加大压力过程中半固化膜与LED发光芯片及电路板形成了黏合力。内聚力是粘贴后半固化层的内聚强度，内聚力大于黏合力，否则半固化膜与电路板粘合界面容易破坏。粘基力是半固化膜与感光胶膜的粘附力。粘附力需要最大，否则半固化膜与感光胶膜容易脱离。
以上对本发明所提出的一种超薄显示单元及其封装方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种超薄显示单元，所述的显示单元包括电路板、发光面、驱动面和光学层，所述的发光面用于封装发光芯片，所述的驱动面用于封装集成电路，其特征在于，所述的光学层包括半固化膜和感光胶膜；
所述的电路板和发光面上均贴附有半固化膜，所述的半固化膜上贴附有感光胶膜；
所述的半固化膜的厚度为0.05mm～0.1mm，所述的感光胶膜的厚度为0.07mm～0.15mm。
2.根据权利要求1所述的一种超薄显示单元，其特征在于，所述的光学层的厚度为0.15mm～0.35mm，透光率为30%～50%，表面硬度为60HD～85HD，雾度为20%～40%，且具有60°测量光泽度7gu～20gu。
3.根据权利要求1所述的一种超薄显示单元，其特征在于，所述的半固化膜包括丙烯酸酯共聚物。
4.根据权利要求1所述的一种超薄显示单元，其特征在于，所述的感光胶膜包括胶黏剂、光聚合单体和光引发剂；
所述的胶黏剂为经酯化或酰胺化改性酸酐共聚物；
所述的光聚合单体为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯或有机硅丙烯酸酯，折射率在1.45～1.53之间；
所述的光引发剂为紫外光引发剂、肟酮酯光引发剂或酰基膦化氧光引发剂。
5.根据权利要求1或4所述的一种超薄显示单元，其特征在于，所述的感光胶膜的内部添加有1％～5％的黑色颜料。
6.一种超薄显示单元的封装方法，所述的封装方法是采用权利要求1-5中任一所述的一种超薄显示单元实现的，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，将光学层平铺在真空压合装置中；
步骤S2，将发光面贴附在光学层的半固化膜上；
步骤S3，将硅胶垫放置于驱动面上；
步骤S4，开启抽真空，并使真空压合装置的上模具向下移动，当半固化膜软化且其与电路板接触后，上模具停止向下移动，当半固化膜贴附在电路板和发光面时，关闭抽真空，并取出显示单元；
步骤S5，将显示单元进行紫外照射，使得半固化膜和感光胶膜固化，支撑体脱离，且支撑体的纹路留至感光胶膜的表面。
7.根据权利要求6所述的一种超薄显示单元的封装方法，其特征在于，所述的步骤S5中，所述的紫外照射的条件为：
紫外光为300nm～400nm，光能量为500mj/cm²～1000mj/cm²，照射时间为5s～10s。
8.根据权利要求6所述的一种超薄显示单元的封装方法，其特征在于，所述的步骤S5中，所述的半固化膜固化后，粘基力＞内聚力＞黏合力＞快粘力。
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