显示模组及投影仪的制作方法

1.本实用新型涉及显示模组技术领域，尤其涉及一种显示模组及投影仪。


背景技术：

2.投影仪作为一种大尺寸移动式显示设备己被广泛应用于会议、视频观赏、游戏等领域。
3.一种常见的投影仪结构如图1所示，其包括散热器1、设置在散热器上的led光源2、液晶屏模组3、投影成像模组4、驱动模组5、控制模组6、电源7以及外设的屏幕8，还包括设置在液晶屏模组3和led光源2之间的隔热玻璃9、将led光源2发出的光平行化的平行光菲涅耳透镜101、以及设置在液晶屏模组3与投影成像模组4之间的聚光菲涅耳透镜102。为了防止漏光和减少光损，在液晶屏模组3和led光源2之间通常还设有反光杯103。
4.由图1所示的投影仪结构可知，由led光源2发光的光需要经过隔热玻璃9、平行光菲涅耳透镜101、液晶屏模组3、聚光菲涅耳透镜102和投影成像模组4才能投影成像在外设的屏幕8上，光的有效利用率非常低。特别是液晶屏模组3的穿透率非常低，只有4％
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10％，导致投影亮度很低。为了提升亮度，可以不断提升led光源2的功率，但同时会带来功耗大、散热器及风扇体积庞大等缺点，尽管有隔热玻璃9，大功率光照射下的液晶屏模组3还是会因过热而烧毁。由液晶屏模组3投影产生的画质受限于液晶显示本身的性能缺陷，存在色域范围小、对比度差、响应时间长等缺点。
5.另外，led光源2通常是呈面状的点光源，其发出的光需要经过平行光菲涅耳透镜101才能投射到液晶屏模组3，但均匀性依然很差，使得投影出来的画面中心区域的亮度较高，四周的亮度较低。
6.另一种常见的投影仪结构，如中国发明专利cn110855968a公开的投影显示装置，其包括自发光像素阵列、准直匀光系列和投影镜头，自发光像素阵列主动发光，其包含的每一个图像显示像素分别为一个独立点光源，从而实现单像素独立控制或若干个像素分区后独立控制。像素产生的光经过准直匀光系统，经投影镜头放大后，可将自发光像素阵列产生的图像放大投射到屏上。与上述图1所示投影仪结构相比，该投影显示装置不再使用透光率很低的液晶屏模组，而是由自发光像素阵列产生图像并直接放大投影到屏上，可以大幅提升投影的亮度、均匀度、对比度、色域范围等，大幅改善投影的画质。自发光像素阵列通常采用micro
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led、mini
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led、oled和激光等方式来实现。
7.自发光像素阵列通常采用把自发光像素固定到双面多层线路板(pcb)，线路板通常采用玻璃纤维环氧树脂(如，fr
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4)覆铜板。当自发光像素尺寸降到几十微米
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几百微米时，传统基于玻璃纤维环氧树脂覆铜板制造的多层线路板在稳定性、精度和平坦度等方面己无法满足把自发光像素阵列作为投影仪显示模组的需求。在焊接过程中，传统线路板所固有的易变形和耐高温性能差等因素还会导致线路板变形与翘曲等。
8.另外，玻璃纤维环氧树脂覆铜板的导电性能非常差，自发光像素阵列产生的热量无法尽快导出，大量积聚在自发光像素阵列内的热量会导致投影仪显示模组的温度升亮，
影响投影仪显示模组的寿命及发光效率，也严重局限了投影仪显示模组可工作功率的范围，限制了投影亮度的进一步提升。
9.因此，由于上述采用传统双面多层线路板制作的带自发光像素阵列的投影仪显示模组结构存在本质的缺陷和不足，无法满足投影仪对显示模组在稳定性、平坦度、精度等方面的要求，也无法有效解决显示模组的导热问题，限制了投影亮度的进一步提升。


技术实现要素：

10.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种导热性能优异的带自发光像素阵列的显示模组、使用该显示模组的投影仪。
11.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种显示模组，包括陶瓷基板、线路层以及由若干自发光像素点组成的自发光像素阵列；
12.所述陶瓷基板具有相对的第一表面和第二表面；所述线路层设置在所述陶瓷基板的第一表面上；
13.所述线路层包括至少一金属线路层、至少一无机绝缘层、与所述金属线路层导电连接的至少一第一外接焊盘和至少一第二外接焊盘；所述金属线路层设置在所述无机绝缘层上和/或所述无机绝缘层内；
14.所述自发光像素阵列设置在所述线路层远离所述陶瓷基板的表面上，并且与所述金属线路层导电连接。
15.优选地，所述线路层包括两层所述金属线路层，分别为第一金属线路层和第二金属线路层；所述第一金属线路层设置在所述无机绝缘层表面，所述第二金属线路层设置在所述陶瓷基板的第一表面和无机绝缘层之间；
16.所述线路层还包括设置在所述无机绝缘层表面的若干组焊垫组件，每一所述焊垫组件包括第一焊垫和第二焊垫；所述第一焊垫与所述第一金属线路层导电连接，所述第二焊垫与所述第二金属线路层导电连接；每一所述自发光像素点的第一焊盘和第二焊盘分别与所述第一焊垫和第二焊垫导电连接。
17.优选地，所述线路层还包括若干个贯穿所述无机绝缘层的导电通道；所述第二焊垫通过所述导电通道与所述第二金属线路层导电连接。
18.优选地，所述第一外接焊盘设置在所述无机绝缘层的表面并与所述第一金属线路层导电连接；所述第二外接焊盘设置在所述陶瓷基板的第一表面上并与所述第二金属线路层导电连接。
19.优选地，所述自发光像素阵列包括若干个表面贴装型发光二极管，每一个所述表面贴装型发光二极管包括至少一所述自发光像素点；
20.每一个所述自发光像素点包括至少三个发光芯片，至少三个所述发光芯片包括红光芯片、蓝光芯片和绿光芯片。
21.优选地，所述自发光像素阵列包括若干个发光芯片，至少三个相邻的所述发光芯片组成一个所述自发光像素点；至少三个所述发光芯片包括红光芯片、蓝光芯片和绿光芯片。
22.优选地，所述显示模组还包括至少一保护层；所述保护层覆盖在所述自发光像素阵列上并填充至所述自发光像素点之间。
23.优选地，所述显示模组还包括至少一保护层；所述保护层填充在所述自发光像素阵列内。
24.优选地，所述显示模组还包括第一保护层和第二保护层；所述第一保护层设置在所述线路层表面并填充在所述自发光像素阵列内；所述第二保护层覆盖在所述自发光像素阵列的表面。
25.优选地，所述显示模组还包括第三保护层；所述第三保护层设置在所述第二保护层上方，且所述第三保护层上设有通孔，所述通孔对应在所述自发光像素点的上方。
26.优选地，所述显示模组还包括设置在所述陶瓷基板的第二表面的散热器。
27.优选地，所述陶瓷基板的第二表面上设有导热焊垫，所述散热器与所述导热焊垫导热连接。
28.优选地，所述散热器上设有风扇。
29.本实用新型还提供一种投影仪，包括以上任一项所述的显示模组。
30.优选地，所述投影仪还包括投影成像模组，设置在所述显示模组的出光侧；
31.所述投影成像模组包括透镜；或者，所述投影成像模组包括透镜和聚光菲涅耳透镜；或者，所述投影成像模组包括透镜、聚光菲涅耳透镜以及透光镜。
32.本实用新型的有益效果：通过陶瓷基板配合无机线路层代替传统双面多层线路板，有效解决带自发光像素阵列的显示模组的导热问题，满足投影仪对其显示模组的稳定性、精度和平坦度等要求，提高投影亮度、对比度及色域范围等，提供高投影画质。
附图说明
33.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
34.图1是现有一种常见的投影仪的结构示意图；
35.图2是本实用新型第一实施例的显示模组的剖面结构示意图；
36.图3是本实用新型第二实施例的显示模组的剖面结构示意图；
37.图4是本实用新型第三实施例的显示模组的剖面结构示意图；
38.图5是本实用新型第四实施例的显示模组的剖面结构示意图；
39.图6是本实用新型第五实施例的显示模组的剖面结构示意图
40.图7是本实用新型第一实施例的投影仪的结构示意图；
41.图8是本实用新型第二实施例的投影仪的结构示意图；
42.图9是本实用新型第三实施例的投影仪的结构示意图。
具体实施方式
43.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
44.如图2所示，本实用新型第一实施例的显示模组100，适用于投影仪，该显示模组100可包括陶瓷基板10、线路层20以及由若干自发光像素点31组成的自发光像素阵列30。
45.陶瓷基板10具有相对的第一表面和第二表面。线路层20设置在陶瓷基板10的第一表面上，自发光像素阵列30设置在线路层20远离陶瓷基板10的表面上并与线路层20导电连接。
46.其中，陶瓷基板10相比传统的用于制备pcb板的玻璃纤维环氧树脂覆铜板(如fr
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4)，具有加工精度高、形状稳定、热膨胀系数小、低翘曲、平整度好、表面平坦、化学稳定性好、耐侵蚀、电气绝缘性能好等优点。陶瓷基板10进一步可由氧化铝、氮化铝等材料制成，可以满足投影仪对显示模组100在稳定性、平坦度、精度等方面的要求。
47.另外，陶瓷基板10的导热系数是传统玻璃纤维环氧树脂覆铜板中fr
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4的20
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150倍，导热性能优异。
48.线路层20包括至少一金属线路层、至少一无机绝缘层23、与金属线路层导电连接的至少一第一外接焊盘24和至少一第二外接焊盘25；金属线路层设置在无机绝缘层23上和/或无机绝缘层23内；自发光像素阵列30与金属线路层导电连接。无机绝缘层23可由但不限于玻璃粙、介质层、氧化硅、氮化硅中的至少一种形成。
49.线路层20中无机绝缘层23的设置，由于无机绝缘层23的导热系数比传统玻璃纤维环氧树脂覆铜板中绝缘树脂大，线路层20上的自发光像素阵列30所产生的热量可以很快从金属线路层传导至无机绝缘层23，再从无机绝缘层23传导到陶瓷基板10，热量不会在自发光像素阵列30中累积而导致温度的上升。
50.本实施例中，如图2所示，金属线路层设有两层，分别为第一金属线路层21和第二金属线路层22。第一金属线路层21设置在无机绝缘层23的表面；第二金属线路层22设置在陶瓷基板10的第一表面上，从而位于陶瓷基板10的第一表面和无机绝缘层23之间。
51.对于金属线路层，其不仅可以设置在无机绝缘层23的表面或者覆盖于无机绝缘层23之下，无机绝缘层23还可填充至金属线路层中的线路之间
52.可以理解地，在其他实施例中，当金属线路层为三层或以上时，无机绝缘层23设置在每相邻的两层金属线路层之间。
53.第一外接焊盘24设置在无机绝缘层23的表面并与第一金属线路层21导电连接；第二外接焊盘25设置在陶瓷基板10的第一表面上并与第二金属线路层22导电连接。
54.线路层20还包括若干组焊垫组件，每一焊垫组件包括第一焊垫211和第二焊垫221，分别作为正极焊垫和负极焊垫。每一自发光像素点31具有第一焊盘311和第二焊盘312，分别作为正极焊盘和负极焊盘。第一焊盘311和第二焊盘312分别与焊垫组件的第一焊垫211和第二焊垫221导电连接；导电连接的方式包括但不限于激光焊接、回流焊接或导电胶粘接。第二焊垫221通过导电通道26与第二金属线路层22导电连接。
55.本实施例中，焊垫组件设置在无机绝缘层23的表面上，第一焊垫211与第一金属线路层21位于同一平面上，可以直接与第一金属线路层21。对应第二焊垫221与第二金属线路层22在不同平面的设置，线路层20还包括若干个贯穿无机绝缘层23的导电通道26；第二焊垫221通过导电通道26与第二金属线路层22导电连接。
56.线路层20中的每一金属线路层的焊垫与第一外接焊盘24、第二外接焊盘25互联互通，实现对自发光像素阵列30中每一自发光像素点31的单独控制，或者对多个自发光像素点31组成的自发光像素组合体的单独控制。
57.自发光像素阵列30的组成方式多种。
58.在一种选择实施方式中，自发光像素阵列10包括若干个表面贴装型发光二极管(smd)，每一个表面贴装型发光二极管包括至少一自发光像素点31；每一个自发光像素点31包括至少三个发光芯片，至少三个发光芯片包括红光芯片、蓝光芯片和绿光芯片。
59.在另一种选择实施方式中，自发光像素阵列10包括若干个发光芯片，至少三个相邻的发光芯片组成一个自发光像素点31；至少三个发光芯片包括红光芯片、蓝光芯片和绿光芯片。
60.进一步地，本发明的显示模组100中，为了更好地将传导到陶瓷基板10的热量散发到大气中，显示模组100还包括设置在陶瓷基板10的第二表面上的散热器40。对应散热器40，陶瓷基板10的第二表面上还可设有导热焊垫11，散热器40与导热焊垫11导热连接。导热连接的方式包括但不限于回流焊接、真空焊接、导热胶粘接、机械紧固中的一种或多种组合。
61.为强化散热器40的散热功能，散热器40上还可以加装风扇(未图示)，可以满足投影仪对显示模组100在大功率高亮度工作条件下的导热与散热问题。
62.如图3所示，本实用新型第二实施例的显示模组100，包括陶瓷基板10、线路层20以及由若干自发光像素点31组成的自发光像素阵列30。
63.陶瓷基板10、线路层20以及自发光像素阵列30等的设置相同于上述第一实施例。本实施例不同于第一实施例的是：显示模组100还包括至少一保护层50；保护层50覆盖在自发光像素阵列30上并填充至自发光像素点31之间。
64.保护层50还延伸至线路层20表面上。保护层50的表面可以是平坦表面，也可以是凹凸不平的表面。对于凹凸不平的表面形式，凸处优选对应在发光像素阵列30的上方，凹处优选对应在未设置自发光像素阵列30的线路层20表面上。
65.进一步地，本实施例的保护层50优选适用于由若干发光芯片组成的自发光像素阵列30上。
66.保护层50为硅胶或环氧树脂制成；保护层50还可以是透光或半透光；保护层50的表面可为亮面或亚光面。
67.如图4所示，本实用新型第三实施例的显示模组100，包括陶瓷基板10、线路层20以及由若干自发光像素点31组成的自发光像素阵列30。
68.陶瓷基板10、线路层20以及自发光像素阵列30等的设置相同于上述第一实施例。本实施例不同于第一实施例的是：显示模组100还包括至少一保护层50；保护层50填充在自发光像素阵列10内，将自发光像素点31之间的空间、发光芯片之间的空间进行填充。保护层50还延伸至线路层20表面上。
69.进一步地，本实施例的保护层50优选适用于由若干发光芯片组成的自发光像素阵列30上。
70.保护层50由感光油墨、感光胶、绿油、玻璃粙中的一种或多种组合制成。
71.如图5所示，本实用新型第四实施例的显示模组100，包括陶瓷基板10、线路层20以及由若干自发光像素点31组成的自发光像素阵列30。
72.陶瓷基板10、线路层20以及自发光像素阵列30等的设置相同于上述第一实施例。本实施例不同于第一实施例的是：显示模组100还包括第一保护层51和第二保护层52。
73.第一保护层51设置在线路层20表面并填充在自发光像素阵列30内，将自发光像素点31之间的空间、发光芯片之间的空间进行填充；第二保护层52覆盖在自发光像素阵列30的表面。
74.进一步地，本实施例的第一保护层51和第二保护层52优选适用于由若干发光芯片
组成的自发光像素阵列30上。
75.第一保护层51由感光油墨、感光胶、绿油、玻璃粙中的一种或多种组合制成。第二保护层52为硅胶或环氧树脂制成，可以是透光或半透光，其表面可为亮面或亚光面。
76.如图6所示，本实用新型第五实施例的显示模组100，包括陶瓷基板10、线路层20以及由若干自发光像素点31组成的自发光像素阵列30。
77.陶瓷基板10、线路层20以及自发光像素阵列30等的设置相同于上述第一实施例。本实施例不同于第一实施例的是：显示模组100还包括第一保护层51、第二保护层52和第三保护层53。
78.第一保护层51和第二保护层52的具体设置相同于上述第四实施例。第三保护层53设置在第二保护层52的上方，且第三保护层53上设有通孔531，通孔531对应在自发光像素点31的上方，从而裸露出自发光像素点31上方的第二保护层52部分。
79.第三保护层53可与第一保护层51相同材料制成，即可由感光油墨、感光胶、绿油、玻璃粙中的一种或多种组合制成。第三保护层53的表面可为亮面或亚光面。
80.本实用新型的显示模组100适用于投影仪。
81.如图7所示，本实用新型第一实施例的投影仪，包括上述任一实施例的显示模组100，还包括投影成像模组200、驱动模组300、控制模组400、电源模组500以及机箱(未标示)。显示模组100、投影成像模组200、驱动模组300、控制模组400及电源模组500等可集成在机箱内。
82.投影成像模组200位于显示模组100和投影屏幕600之间。驱动模组300通过第一外接焊盘24和第二外接焊盘25与显示模组100导电连接，驱动并控制自发光像素阵列30的亮起或熄灭、发光形式等。控制模组400接受外来的图像数据或使用自身存储的图像数据，经处理后控制驱动模组300，驱动模组300通过控制显示模组100上每一个自发光像素点31内的每一个发光芯片的工作电流，由自发光像素阵列30直接显示控制模组40所接受到的外来图像或使用自身存储的图像。
83.电源模组500连接投影成像模组200、驱动模组300、控制模组400及显示模组100等，为其供电。
84.本实施例中，投影成像模组200包括透镜，设置在显示模组100的出光侧。显示模组100产生的图像通过投影成像模组20经放大后投射到投影屏幕600上，其间没有经过可能导致光损失的元器件，使光的利用率最高，投影到投影屏幕600上的亮度最高。
85.投影成像模组200还可以具有包括但不限于手动调焦、自动调焦、梯形矫正等功能。
86.控制模组400可包括控制面板，还包括但不限于视频输入与输出接口、usb接口、音频输入与输出接口、网络接口、电脑输入与输出接口等输入与输出接口；控制面板和输入与输出接口设置在机箱的外侧。
87.控制模组400还可具有但不限于wifi通信功能、蓝牙通信功能、遥控功能等通讯功能，还可以具有但不限于图像失真补偿功能，梯形矫正功能，直显模组白平衡调整功能和亮度调整等功能。
88.驱动模组300为扫描驱动或静态驱动。
89.如图8所示，本实用新型第二实施例的投影仪，包括上述任一实施例的显示模组
100，还包括投影成像模组200、驱动模组300、控制模组400、电源模组500以及机箱(未标示)。显示模组100、投影成像模组200、驱动模组300、控制模组400及电源模组500等可集成在机箱内。
90.不同于上述第一实施例，在本实施例中，投影成像模组20包括透镜210和聚光菲涅耳透镜220。聚光菲涅耳透镜22平行设置在显示模组100出光表面的上方，把显示模组100产生的图像聚集到透镜210上。
91.显示模组100产生的图像通过聚光菲涅耳透镜220和透镜210经放大后投射到投影屏幕600上。聚光菲涅耳透镜220具有聚光功能，能提升透镜210的收光能力和质量，可进一步改善投影屏幕600上的图像品质与亮度。
92.如图9所示，本实用新型第三实施例的投影仪，包括上述任一实施例的显示模组100，还包括投影成像模组200、驱动模组300、控制模组400、电源模组500以及机箱(未标示)。显示模组100、投影成像模组200、驱动模组300、控制模组400及电源模组500等可集成在机箱内。
93.不同于上述第一实施例，在本实施例中，投影成像模组20包括透镜210、聚光菲涅耳透镜220和反光镜230。聚光菲涅耳透镜22平行设置在显示模组100出光表面的上方，透镜210设置在聚光菲涅耳透镜22远离显示模组100的一侧且与聚光菲涅耳透镜22不再一直线上，反光镜230设置在聚光菲涅耳透镜22和透镜210之间，用于改变光路。
94.显示模组100产生的图像通过聚光菲涅耳透镜220，反光镜230和透镜210经放大后投射到投影屏幕600上。聚光菲涅耳透镜220具有聚光功能，能提升透镜210的收光能力和质量，可进一步改善投影屏幕600上图像品质与亮度。反光镜23主要是改变光路，以方便整机结构的设计。
95.进一步地，上述第第一至第三实施例的投影仪还可包括音响模组(未图示)，控制模组400接受外来的音响数据或使用自身存储的音响数据，经处理后控制音响模组，并由音响模组同步播放所接受到的外来音响或使用自身存储的音响。
96.结合上述第一实施例至第三实施例的投影仪，不使用透光率很低的液晶显示模组、隔热玻璃及平行光菲涅耳透镜，而是采用由显示模组100中构成自发光像素阵列30的每一个自发光像素点31中的发光芯片直接发光的方式成像，成像所产生的光通过投影成像模组200投影到投影屏幕600上，沿途所产生的光损很小，可以实现低功率，高亮度的目的。
97.另外，由于不再使用液晶显示模组，液晶显示所特有的对比度低、色域范围小、响应时间长等缺点不复存在，用显示模组100中构成自发光像素阵列30的每一个自发光像素点31中的发光芯片直接发光的方式成像具有对比度高、色域范围宽、响应时间短等优点。
98.由于是由自发光像素阵列30直接发光的方式成像，可以杜绝由于光源经平行光菲涅耳透镜投射到液晶显示模组)上光强分布不均匀导致的投影亮度不均匀问题，可实现均匀高亮的投影效果。
99.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。