一种透明LED玻璃显示屏的制作方法

文档序号:16045815发布日期:2018-11-24 10:51阅读:256来源:国知局

本发明涉及光电显示的领域,具体涉及一种透明led玻璃显示屏。

背景技术

常规的led显示屏具有较高的分辨率,也可以拼接成大幅面,并得到了广泛的应用。但在结构上十分庞大,通常与所安装的建筑物的风格不能有良好的协调,显得比较突兀,且是不透明的,严重地影响了建筑物的采光,也完全隔断了从建筑物向外眺望的视野。

为克服常规的led显示屏的上述缺点,不少企业推出了具有透明效果的透明led显示屏产品。这些产品大致上有如下几种:

一类是附图1所示led格栅屏:将常规的pcb裁切成长条状,把电路蚀刻在pcb平面上,在其纵向切面焊接面发光的led,或是在其纵向平面焊接侧发光的led。将上述的焊有led的长条pcb101按一定的间距垂直排列,进行机械固定和电气连接,形成格栅状,将其安装在透明玻璃201的后面,或是夹在两块透明玻璃201之间,如附图2形成一个貌似一体的led透明显示屏。如cn206148085,cn206487033、cn204884455、cn204045153、cn203950510、cn105096759等专利所表述。这类显示屏存在的问题是,在纵向led的排列间距可以比较小,以led的外形尺寸为极限,但形成格栅状后两条pcb的间距必须大于组装后pcb板外形尺寸的厚度,否则就没通透度可言。这种显示屏的横向和垂直向的led发光点的间距通常是不相等的,所以横向和垂直方向的分辨率也是不一致的,还必须通过驱动软件做调整,否则图形还会失真。

另外,这种显示屏的驱动集成电路和led都安装在长条形pcb板上,所以长条形pcb板必须要有一定的宽度,通常约有10mm,当这些pcb板101组成格栅状后,就导致其观察的视野只有在平视的情况下,也就是在观察者身高的范围内才有良好的视野,在其他情况下视野就因视角的不同而变化,直至完全遮挡视野。如附图2和附图3,假设:

pcb板的宽度为w,pcb板的格栅间距为h,当视角大于2α=2tg-1h/w时其视野将被pcb板完全遮挡。当格栅间距减小,其视角也随之减小,视野范围也减小;如观察者离格栅的距离为l时,视野范围为h,当观察者离格栅的距离为l'时,视野范围为h',且l'>l时,h'>h,即离格栅屏越远视野范围就越大。所以,这种方案的显示屏有一定的通透度,即透光性,但可视视野范围比较窄。

另外,这种显示屏是裸露在空气中,如果是安装在透明玻璃后那么其防护等级为ip00,没有任何防护,如果是安装在两块玻璃之间的其防护等级不会优于ip30。所以这类显示屏的接触保护和外来物保护等级是无防护或防护等级很低,且没有任何防水性能。因此,不能用于户外的安装使用,并且也只能用于室内环境良好、不容易触碰的场合。

另一类是在玻璃表面做透明导电膜的显示屏。通常在玻璃表面溅射电镀ito透明导电膜,即掺锡氧化铟(indiumtinoxide)膜。通过激光蚀刻工艺,在ito膜上蚀刻出电路,将led用导电胶粘接在蚀刻出的电路上,再敷上钢化玻璃,并在中间灌胶,从而形成一体的led透明玻璃显示屏。这类显示屏的最大优点是通透性好,仅在贴有led处不通透,通常led的外形尺寸仅为3*3mm-5*5mm。如kr20180011946、cn206649851、cn107481631a、cn205016212u专利。也因为电路是蚀刻在玻璃表面的,夹在中间的led和灌胶后的胶层厚度仅为1.5-2.5mm,因此可视视野比较大。但这类显示屏存在两个问题:

一个是ito透明导电膜的方阻比较大,通常为数十至数百欧姆量级(101-102)。并且透明度与方阻成正比关系,即透明度越高,方阻值越大。因此导致这类显示屏的工作电压比较高,通常需要48vdc以上的电压,大部分的电压都压降在ito膜上,而led正向压降vf仅为2.7-3.3v,只占很小一部分,ito膜上的电能转换为大量的发热量,效率很低。由于ito膜的方阻比较大,必须加宽ito膜电路的宽度,使得led的间距不可能做小,通常led的间距不能低于30mm。这就使得显示屏的像素不高,分辨率比较低。对此问题虽有专利加以改善,如cn206574745,cn206572245等,但这些专利必然导致结构和加工工艺复杂,在生产中有效地实施是十分困难的。

另外,ito膜的电路成形是用激光蚀刻工艺,激光蚀刻会伤及玻璃,产生应力,导致钢化玻璃自暴裂的几率大大增加,影响产品的质量和安全性。因此,通常这类显示屏中镀有ito膜的那片玻璃不采用钢化玻璃,而敷上去的那块是钢化玻璃。虽然,用灌胶工艺把两块玻璃粘接在一起,终因两片玻璃的性能不一致,当外界环境因素变化时,如温度的变化、外力的冲击、风力等的作用会产生不同的应力应变,导致玻璃十分容易破损,安全性令人堪忧。

这类在玻璃表面做导电膜的显示屏技术中还有在玻璃上涂布以石墨烯为主要成分的多种混合介质,用特定制备工艺形成透明导电膜,用激光蚀刻技术形成电路,如cn105601123a专利,也存在同样的问题。

再一类是:用柔性电路板做成灯条状,把led按一定的间距焊接在柔性电路板上,或者如附图4所示,把led芯片封装在用冲压工艺加工成的带状电路所串联成多颗led支架上做成一条直连的灯带,然后再把焊有led柔性电路板或直连灯带一条条的按一定的间距粘贴在钢化玻璃上,并在玻璃两端外把每条灯条用导线做电路连接。再敷上另一块钢化玻璃,在两块玻璃之间做夹胶工艺将两块玻璃粘接,从而形成一体的透明led玻璃显示屏。这类显示屏的问题是柔性电路板会遮挡相当一部分的通透性,是本文分析中所有显示屏中通透性最差的。并且这两种灯条都是通过粘贴工艺粘在玻璃上,其可靠性都与其粘贴的材料和工艺条件息息相关,要完美地粘贴在玻璃上也是比较困难的。

根据上述分析,这些类型的透明led玻璃显示屏都存在对应的、特有的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足,而提供一种透明led玻璃显示屏。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的:这种透明led玻璃显示屏,主要包括透明导电玻璃、银浆电路、led、接线端子、引出线、pvb胶片、钢化玻璃,透明导电玻璃表面烧结有银浆电路,银浆电路上焊接led,银浆电路在透明导电玻璃边缘引出接线端子和引出线与外部的控制器和电源连接,钢化玻璃覆盖在透明导电玻璃上方。透明导电玻璃和钢化玻璃之间通过夹胶工艺填充pvb胶片形成透明的胶合层封装led并且粘接透明导电玻璃和钢化玻璃为一体。

所述透明导电玻璃通过丝印工艺和打印工艺将银浆电路按设计电路图印刷在其表面,并在透明导电玻璃物理钢化处理的同时将银浆电路烧结在透明导电玻璃上。

所述pvb胶片的胶合层也可用湿法灌胶工艺形成。

所述胶片的胶合层也可选用中空工艺,透明导电玻璃和钢化玻璃使用高强度高气密性复合粘结剂结在内含干燥剂的铝合金框架两面,中间形成的密封空间内封装led并且通过吸气孔抽成真空或加入充入气体。

所述钢化玻璃为镀有特定性能膜层的钢化玻璃。

所述充入气体为干燥气体、惰性气体及彩色颜色气体。

所述led单元为单色或rgb多色贴片led。

本发明的有益效果为:

1、本发明可大幅提高产品的生产效率,产品的质量和产品的可靠性,有显著的节能效果,大大地扩大透明led玻璃显示屏产品的应用领域。

2、本发明在玻璃表面采用银浆烧结电路所获得的透明导电玻璃作为led电路的载体,具有优良的导电性能和焊接性能,不仅有较高的显示密度,也不失有良好的通透度和视野,有较高的机械性能和优良的防护等级,其加工工艺也十分成熟,可以有效的提升产品的生产效率,也有明显的节能效益;整个显示屏的综合技术性能均优于现有的技术方案。

附图说明

图1为本发明技术背景的格栅屏结构示意图。

图2为本发明技术背景的单层玻璃格栅屏视野视角分析示意图。

图3为本发明技术背景的双层玻璃格栅屏视野视角分析示意图。

图4为本发明技术背景的直连灯条结构示意图。

图5为本发明结构示意图。

图6为本发明透明导电玻璃局部放大图。

图7为本发明结构截面示意图。

图8为本发明中空工艺的结构示意图。

图9为本发明中空工艺结构截面示意图。

附图标记说明:条形pcb板101、纵向切面焊接面发光的led102、纵向平面焊接侧发光的led103、驱动集成电路104、透明玻璃201、观察者202、led支架301、led芯片302、带状电路303、透明导电玻璃401、银浆电路402、led403、接线端子404、引出线405、pvb胶片421、钢化玻璃431、铝合金框架621、吸气孔622、高强度高气密性复合粘结剂623、干燥剂701、充入气体702。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍:

实施例:如附图所示,这种透明led玻璃显示屏,主要包括透明导电玻璃401、银浆电路402、led403、接线端子404、引出线405、pvb胶片421、钢化玻璃431,透明导电玻璃401表面烧结有银浆电路402,银浆电路402上用smt工艺焊接led403,银浆电路402在透明导电玻璃401边缘引出接线端子404和引出线405与外部的控制器和电源连接,钢化玻璃431覆盖在透明导电玻璃401上方。透明导电玻璃401和钢化玻璃431之间通过干法夹胶工艺填充pvb胶片421形成透明的胶合层封装led403并且粘接透明导电玻璃401和钢化玻璃431为一体式透明led玻璃显示屏。

所述透明导电玻璃401通过丝印工艺和打印工艺将银浆电路402按设计电路图印刷在其表面,并在透明导电玻璃401物理钢化处理的同时将烧结工艺参数与透明导电玻璃401物理钢化工艺参数相当的银浆电路402烧结在透明导电玻璃401上。不仅透明导电玻璃401得到了钢化处理,成为钢化的玻璃,同时印刷在玻璃上的银浆牢固地烧结在玻璃上,一次加工完成两项工艺,也节约了能源。银浆所形成膜层的方阻极低,仅为数毫欧量级,导电性能十分良好,远比ito膜好几个数量级,这大大提高显示屏的led密度,可达10mm以下,并提高了led的驱动电流,增加了led发光亮度,并且提高了电源的利用率,减少了在导电线路上的发热量,也减少了显示屏的引线,提高了显示屏的可靠性。这种工艺还适合做成各种形状的异形显示屏,复杂的电路都可以十分容易地在玻璃表面烧结形成,且烧结后的电路具有良好的可焊性。

采用smt技术进行后续焊接led403。用印刷机将锡膏用刮刀漏印到烧结形成的电路的焊盘上,为led403的焊接做准备。用专用贴片机,将led403准确地贴装到印刷有锡膏的焊盘位置上,并在透明导电玻璃401的两端粘接相应的接线端子404或引出线405。把上述贴装好led403和接线端子404或引出线405的透明导电玻璃401送入回流焊炉,将焊膏融化,led403和接线端子404或引出线405与烧结后的银浆电路402牢固地焊接一起,形成电路回路,每颗led403通过银浆电路402构成一个led显示阵列。

所述pvb胶片421的胶合层也可用湿法灌胶工艺形成。

所述胶片421的胶合层也可选用中空工艺,透明导电玻璃401和钢化玻璃431使用高强度高气密性复合粘结剂623结在内含干燥剂701的铝合金框架621两面,中间形成的密封空间内封装led403并且通过吸气孔622抽成真空或加入充入气体702。

所述钢化玻璃431为镀有特定性能膜层的钢化玻璃,low-e玻璃、镀有特定颜色的玻璃,也可以是透明玻璃。

所述充入气体702为干燥气体、惰性气体及彩色颜色气体。

所述led403单元为单色或rgb多色贴片led。

可以理解的是,对本领域技术人员来说,对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

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