专利名称：Led显示屏的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED显示屏。
背景技术：
全彩LED显示屏是由数量众多的三色LED (发光二极管)组成的图像显示系统。根 据安装场合不同分为室内屏和室外屏两大类。室外屏由于观看距离较远，发光元件的间距 (像素间距)较大；室内屏的像素间距相对于室外屏而言较小。随着人们对显示效果的追 求不断提升以及技术的不断改进，LED显示屏的像素间距已从20mm，18mm，逐渐减小到4mm， 3mm甚至更小。无论是室外屏还是室内屏，其像素排布示意图如图1所示。LED元件101按 照一定的间隔规则整齐有序的排布在电路板102上，通常LED元件101的尺寸只占到像素 间距的1/2，即相邻两个LED元件之间的空白间距通常会大于或等于LED元件本身的尺寸。 当LED元件点亮时，其发光区域如103所示，呈现出中间较亮，边缘较暗的特征，在发光区域 之外存在不发光的暗区104。但是现有的LED显示屏均存在以下不足(1)画面颗粒感较强由于暗区的普遍存在，使得LED屏在点亮时，画面亮度不均勻，像素与像素之间的 分割明显，显示出来的画面颗粒感很强，让人感觉画面很粗糙，不够细腻。尤其是在近距离 (例如室内)观看时，画面会显得不连贯不完整，严重影响观看效果。(2)画面刺目感较强此外，由于LED元件发光具有方向性，发光区域的亮度集中在中心点附近，人眼观 看时感到眩目，产生刺目感，在室内较低亮度环境下更加刺眼难受。由于上述问题的存在，在传统的低像素密度LED显示屏中，例如采用05mmLED 制作的像素间距为IOmm的显示屏，业界采用密集排布的方式，将像素间距减小至8mm或 7. 25mm，来降低画面颗粒感；同时采用在元件上方增加遮光沿的方式来提高对比度。但是这 样一来，会增加像素排布密度，使得成本大幅上升。另一方面，在市场需求较多的高像素密度LED显示屏中，例如使用02mmLED制作 的像素间距为4mm的显示屏，由于本身像素密度已经相当高，如果再采用增加像素密度的 方式来降低颗粒感，将会遇到电路板排布瓶颈，无法排布元件；同时由于像素间距较小，遮 光沿无法安装固定，传统的方法无法在高像素密度LED显示屏上实施。目前业界虽已提出 采用特制的LED元件或非规则的异型LED元件改善元件发光效果以期达到降低颗粒感的目 的，但由于加工工艺问题以及成本造价过高无法实施。因此，提供一种不增加像素密度，成本较低，同时有效降低像素颗粒感与刺目感， 并提高显示对比度的LED显示屏实为必要。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种不增加像素密度，不需使用特制或异型LED元件，成本较低，同时有效降低像素颗粒感与刺目感的LED显示屏。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种LED显示屏，包括电路基板，和分布设置在电路基板上的若干LED元件，此外 该LED显示屏还包括设置在所述电路基板上的混光装置，该混光装置包括若干扩散腔，任 一扩散腔中有至少一个所述LED元件。作为改进之一所述混光装置为透明板，所述扩散腔为设置在该透明板一面上的 凹槽，该凹槽倒扣在至少一个所述LED元件上。采用透明材料时，扩散腔内壁可以保持透明 状态使光透过与相邻元件的边缘光混合达到混光目的。作为改进之二 所述凹槽呈扩口状，其扩口端与所述电路基板固定连接。混光装置 与电路基板可以通过粘结的方式固定，当空间较大时也可采用螺钉固定。作为改进之三所述凹槽的形状为梯形或弧形。作为改进之四所述透明板的另一面上涂覆有扩散层。扩散层可以是直接将带有 扩散性的微小颗粒材料涂覆在扩散腔的端面形成的涂覆层。由于扩散腔及扩散层的扩散作 用，不仅使发光区域中心处的亮度减弱，有效降低了刺目感，使显示画面变得柔和，而且使 LED元件不直接露在外面，有效降低外界光的反射影响，大幅提高画面的对比度。作为改进之五所述扩散层为浅灰色或其他颜色混色剂掺入适量玻璃粉形成的扩 散材料层。作为改进之六所述混光装置为平面部件，所述扩散腔为设置在该平面部件上的 扩口孔，该扩口孔的窄端与所述基板固定连接。作为改进之七所述扩口孔上涂覆有混色剂。为了增强扩散效果，可以在扩口孔中 涂覆混色剂，使其变得不透明态，使得光在腔内反射后与相邻LED元件的边缘光叠加，从而 达到混光的目的。该平面部件无论是采用透明材料，还是非透明材料，都可以在扩口孔中涂 覆混色剂，以增强混色效果。作为改进之八该LED显示屏还包括设置在所述平面部件上的塑料薄膜，该塑料 薄膜上粘附有微小扩散颗粒。该塑料薄膜可以进一步增强扩散效果。作为改进之九所述扩散腔的高度L与所述LED元件高度尺寸H满足关系式 L ^ 1. 2H ；所述扩散腔和所述电路基板的接触面积S与所述LED元件表面积T之间需满足 关系式0. 85 < S/T < 1. 5。这么做可以得到较好的混光效果，同时也可以较好的固定混光
直ο与现有技术相比，本发明的有益效果是通过采用混光装置的扩散腔来散射LED 光，扩大LED的发光区域和混光区域，减少暗区面积，从而降低或消除像素的颗粒感和刺目 感，提高画面亮度的均勻性。而且这种方式并不会增加LED元件的排布密度，也不需要设计 制作特殊LED元件，直接使用普通LED元件即可，因此成本也较低。
图1是现有LED显示屏LED元件排布与显示效果示意图；图2是本发明实施方式一的结构示意图；图3是本发明实施方式一的混光效果图；图4是本发明实施方式二的结构示意图。
具体实施例方式实施方式一如图2所示，本实施方式的LED显示屏，包括电路基板205，和分布设置在电路基板 205上的若干LED元件201，以及设置在电路基板205上的混光装置。该混光装置为透明板202，在该透明板202的一面上分布有与该若干LED元件201 配合的若干凹槽。凹槽呈扩口状，形状可以为梯形弧形等，其扩口端朝向电路基板205设 置，即该凹槽倒扣在电路基板205上，该凹槽中至少有一个LED元件201。该凹槽的扩口端通过粘胶204与电路基板205固定连接。透明板202既可以通过 粘结方式固定在电路基板205上，当空间较大时也可采用螺钉固定在电路基板205上。在 本实施方式中，凹槽作为扩散腔，可以提高LED的发光区域，使得相邻LED元件201的边缘 光混合，起到混光的目的。另外，透明板202的另一面上涂覆有扩散层203。扩散层203可以是直接将带有扩 散性的微小颗粒材料涂覆在透明板202另一面上形成的涂覆层。例如可以使用浅灰色或其 他颜色混色剂掺入适量玻璃粉后直接涂覆在透明板202的另一面上形成扩散层203。根据LED元件201的发光原理，LED显示屏在显示全白画面时，亮度可以达到一个 很高的数值，但显示全黑画面时实际亮度并不能完全为零；再加上LED元件201露在外面， 本身会反射一部分外界光，由此带来的后果是在实际使用时画面的对比度较低，不能提供 高质量的显示画面。在本实施方式中，由于扩散腔及扩散层203的扩散作用，不仅使发光区 域中心处的亮度减弱，有效降低了刺目感，使显示画面变得柔和，而且使LED元件201不直 接露在外面，有效降低外界光的反射影响，大幅提高画面的对比度。此外，为了进一步提高混光效果，同时可以较好的固定混光装置。扩散腔，即凹槽 的表面并没有和LED元件201直接接触，而是留有一定的间隙。具体是凹槽的深度L与LED 元件201高度尺寸H满足关系式L ^ 1. 2H ；扩散腔和电路基板205的接触面积S与LED元 件201表面积T之间需满足关系式0. 85 < S/T < 1. 5。本实施方式中，LED元件201外形尺寸为2mmX2mm，高度为1mm，凹槽的深度约为 1.4mm，凹槽与电路板基板的接触面积约为5mm2。实验表明可以满足混光需要，达到消除像 素颗粒感的目的，同时混光装置与电路板基板的固定也可以轻松完成。从图2中可以看出，LED元件201发光通过凹槽透射后到达端面的扩散层203，与 相邻LED元件201的光混合叠加，使得在原来暗区位置形成一个混光区域，其效果如图3所
7J\ ο在图3中，301表示使用混光装置后单个元件的亮度分布曲线，302表示混光叠加 的亮度分布效果曲线。303表示单个元件的发光区域，304表示相邻元件发光区域叠加部 分。从图3可以看出，使用混光装置后，原来的暗区部分经过叠加混光后亮度有了较大的提 升，使得像素的颗粒感减低，同时发光区域的中心亮度会降低，整个显示画面的亮度趋于均 勻柔和，不会有刺目感。此外，由于扩散层203的存在，虽然会降低一些亮度，但它有效降低 外界光的反射影响，使显示画面的对比度有较大的提高。实施方式二如图4所示，本实施方式与实施方式一的区别在于混光装置。本实施方式的混光
5装置为平面部件402，该平面部件402分布有与电路基板405上的LED元件401配合的的扩 口孔。扩口孔的窄端通过粘胶404与电路基板405固定连接。此外，为了增强扩散效果，可以在扩口孔中涂覆混色剂，使其变得不透明态，使得 光在腔内反射后与相邻LED元件401的边缘光叠加，从而达到混光的目的。该平面部件402 无论是采用透明材料，还是非透明材料如工程塑料，都可以在扩口孔中涂覆混色剂，以增强 混色效果。在本实施方式中，采用的是白色混色剂。此外，为进一步增强扩散效果，平面部件402上还设有塑料薄膜403，该塑料薄膜 403上粘附有微小扩散颗粒。在本实施方式中，塑料薄膜403是采用将微小扩散颗粒(例如 玻璃粉、塑料粉等)粘着在聚酯薄膜材料制成的独立膜层，该膜层通过粘胶、压合等方式设 置在平面部件402上。同样的，为了较好的实现降低像素颗粒感，同时较好的固定该平面部件402。平面 部件402上的扩口孔的高度L与LED元件401高度尺寸H应满足关系式L ^ 1. 2H，且扩口 孔窄端和电路板基板的接触面积S与LED元件401表面积T也应满足关系式0. 85 < S/T < 1. 5。以上所述仅为本发明两个实施例，事实上依据本发明的装置原理，可以组合出多 种等效变形装置，例如，将扩散腔的形状改为弧面，在某些应用场合采用合适的混色剂涂覆 扩散腔之后可以省略扩散层，扩散层的制作材料可以采用其他塑料材料，扩散腔与电路板 基板的固定改为螺丝固定等等，因此本发明的保护范围并不局限于此，本领域中的技术人 员任何基于本发明技术方案上非实质性变更均包括在本发明保护范围之内。
权利要求
一种LED显示屏，包括电路基板(205、405)，和分布设置在电路基板上的若干LED元件(201、401)，其特征在于该LED显示屏还包括设置在所述电路基板上的混光装置(202、402)，该混光装置包括若干扩散腔，任一扩散腔中有至少一个所述LED元件。
2.根据权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于所述混光装置为透明板(202)，所 述扩散腔为设置在该透明板一面上的凹槽，该凹槽倒扣在至少一个所述LED元件上。
3.根据权利要求2所述的LED显示屏，其特征在于所述凹槽呈扩口状，其扩口端与所 述电路基板固定连接。
4.根据权利要求3所述的LED显示屏，其特征在于所述凹槽的形状为梯形或弧形。
5.根据权利要求4所述的LED显示屏，其特征在于所述透明板的另一面上涂覆有扩 散层(203)。
6.根据权利要求5所述的LED显示屏，其特征在于所述扩散层为浅灰色或其他颜色 混色剂掺入适量玻璃粉形成的扩散材料层。
7.根据权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于所述混光装置为平面部件(402)， 所述扩散腔为设置在该平面部件上的扩口孔，该扩口孔的窄端与所述基板固定连接。
8.根据权利要求7所述的LED显示屏，其特征在于所述扩口孔上涂覆有混色剂。
9.根据权利要求8所述的LED显示屏，其特征在于该LED显示屏还包括设置在所述 平面部件上的塑料薄膜(403)，该塑料薄膜上粘附有微小扩散颗粒。
10.根据权利要求1至9任一所述的LED显示屏，其特征在于所述扩散腔的高度L与 所述LED元件高度尺寸H满足关系式L ^ 1. 2H ；所述扩散腔和所述电路基板的接触面积S 与所述LED元件表面积T之间需满足关系式0. 85 < S/T < 1. 5。这么做可以得到较好的 混光效果，同时也可以较好的固定混光装置。
全文摘要
本发明涉及一种LED显示屏。该LED显示屏包括电路基板，和分布设置在电路基板上的若干LED元件，此外该LED显示屏还包括设置在所述电路基板上的混光装置，该混光装置包括若干扩散腔，任一扩散腔中有至少一个所述LED元件。本发明通过采用混光装置的扩散腔来散射LED光，扩大LED的发光区域和混光区域，减少暗区面积，从而降低或消除像素的颗粒感和刺目感，提高画面亮度的均匀性。而且这种方式并不会增加LED元件的排布密度，也不需要设计制作特殊LED元件，直接使用普通LED元件即可，因此成本也较低。
文档编号F21Y101/02GK101916534SQ20101026296
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者刘志文, 李军明 申请人:广东威创视讯科技股份有限公司