專利名稱：Led顯示屏的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種LED顯示屏。
背景技術：
全彩LED顯示屏是由數量眾多的三色LED (發光二極管)組成的圖像顯示系統。根 據安裝場合不同分為室內屏和室外屏兩大類。室外屏由于觀看距離較遠，發光元件的間距 (像素間距)較大；室內屏的像素間距相對于室外屏而言較小。隨著人們對顯示效果的追 求不斷提升以及技術的不斷改進，LED顯示屏的像素間距已從20mm，18mm，逐漸減小到4mm， 3mm甚至更小。無論是室外屏還是室內屏，其像素排布示意圖如圖1所示。LED元件101按 照一定的間隔規則整齊有序的排布在電路板102上，通常LED元件101的尺寸只占到像素 間距的1/2，即相鄰兩個LED元件之間的空白間距通常會大于或等于LED元件本身的尺寸。 當LED元件點亮時，其發光區域如103所示，呈現出中間較亮，邊緣較暗的特征，在發光區域 之外存在不發光的暗區104。但是現有的LED顯示屏均存在以下不足(1)畫面顆粒感較強由于暗區的普遍存在，使得LED屏在點亮時，畫面亮度不均勻，像素與像素之間的 分割明顯，顯示出來的畫面顆粒感很強，讓人感覺畫面很粗糙，不夠細膩。尤其是在近距離 (例如室內)觀看時，畫面會顯得不連貫不完整，嚴重影響觀看效果。(2)畫面刺目感較強此外，由于LED元件發光具有方向性，發光區域的亮度集中在中心點附近，人眼觀 看時感到眩目，產生刺目感，在室內較低亮度環境下更加刺眼難受。由于上述問題的存在，在傳統的低像素密度LED顯示屏中，例如采用。5mmLED 制作的像素間距為IOmm的顯示屏，業界采用密集排布的方式，將像素間距減小至8mm或 7. 25mm，來降低畫面顆粒感；同時采用在元件上方增加遮光沿的方式來提高對比度。但是這 樣一來，會增加像素排布密度，使得成本大幅上升。另一方面，在市場需求較多的高像素密度LED顯示屏中，例如使用。2mmLED制作 的像素間距為4mm的顯示屏，由于本身像素密度已經相當高，如果再采用增加像素密度的 方式來降低顆粒感，將會遇到電路板排布瓶頸，無法排布元件；同時由于像素間距較小，遮 光沿無法安裝固定，傳統的方法無法在高像素密度LED顯示屏上實施。目前業界雖已提出 采用特制的LED元件或非規則的異型LED元件改善元件發光效果以期達到降低顆粒感的目 的，但由于加工工藝問題以及成本造價過高無法實施。因此，提供一種不增加像素密度，成本較低，同時有效降低像素顆粒感與刺目感， 并提高顯示對比度的LED顯示屏實為必要。
實用新型內容本實用新型解決的技術問題是提供一種不增加像素密度，不需使用特制或異型
3LED元件，成本較低，同時有效降低像素顆粒感與刺目感的LED顯示屏。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是一種LED顯示屏，包括電路基板，和分布設置在電路基板上的若干LED元件，此外 該LED顯示屏還包括設置在所述電路基板上的混光裝置，該混光裝置包括若干擴散腔，任 一擴散腔中有至少一個所述LED元件。作為改進之一所述混光裝置為透明板，所述擴散腔為設置在該透明板一面上的 凹槽，該凹槽倒扣在至少一個所述LED元件上。采用透明材料時，擴散腔內壁可以保持透明 狀態使光透過與相鄰元件的邊緣光混合達到混光目的。作為改進之二 所述凹槽呈擴口狀，其擴口端與所述電路基板固定連接。混光裝置 與電路基板可以通過粘結的方式固定，當空間較大時也可采用螺釘固定。作為改進之三所述凹槽的形狀為梯形或弧形。作為改進之四所述透明板的另一面上涂覆有擴散層。擴散層可以是直接將帶有 擴散性的微小顆粒材料涂覆在擴散腔的端面形成的涂覆層。由于擴散腔及擴散層的擴散作 用，不僅使發光區域中心處的亮度減弱，有效降低了刺目感，使顯示畫面變得柔和，而且使 LED元件不直接露在外面，有效降低外界光的反射影響，大幅提高畫面的對比度。作為改進之五所述擴散層為淺灰色或其他顏色混色劑摻入適量玻璃粉形成的擴 散材料層。作為改進之六所述混光裝置為平面部件，所述擴散腔為設置在該平面部件上的 擴口孔，該擴口孔的窄端與所述基板固定連接。作為改進之七所述擴口孔上涂覆有混色劑。為了增強擴散效果，可以在擴口孔中 涂覆混色劑，使其變得不透明態，使得光在腔內反射后與相鄰LED元件的邊緣光疊加，從而 達到混光的目的。該平面部件無論是采用透明材料，還是非透明材料，都可以在擴口孔中涂 覆混色劑，以增強混色效果。作為改進之八該LED顯示屏還包括設置在所述平面部件上的塑料薄膜，該塑料 薄膜上粘附有微小擴散顆粒。該塑料薄膜可以進一步增強擴散效果。作為改進之九所述擴散腔的高度L與所述LED元件高度尺寸H滿足關系式 L ^ 1. 2H ；所述擴散腔和所述電路基板的接觸面積S與所述LED元件表面積T之間需滿足 關系式0. 85 < S/T < 1. 5。這么做可以得到較好的混光效果，同時也可以較好的固定混光
直ο與現有技術相比，本實用新型的有益效果是通過采用混光裝置的擴散腔來散射 LED光，擴大LED的發光區域和混光區域，減少暗區面積，從而降低或消除像素的顆粒感和 刺目感，提高畫面亮度的均勻性。而且這種方式并不會增加LED元件的排布密度，也不需要 設計制作特殊LED元件，直接使用普通LED元件即可，因此成本也較低。
圖1是現有LED顯示屏LED元件排布與顯示效果示意圖；圖2是本實用新型實施方式一的結構示意圖；圖3是本實用新型實施方式一的混光效果圖；圖4是本實用新型實施方式二的結構示意圖。
具體實施方式
實施方式一如圖2所示，本實施方式的LED顯示屏，包括電路基板205，和分布設置在電路基板 205上的若干LED元件201，以及設置在電路基板205上的混光裝置。該混光裝置為透明板202，在該透明板202的一面上分布有與該若干LED元件201 配合的若干凹槽。凹槽呈擴口狀，形狀可以為梯形弧形等，其擴口端朝向電路基板205設 置，即該凹槽倒扣在電路基板205上，該凹槽中至少有一個LED元件201。該凹槽的擴口端通過粘膠204與電路基板205固定連接。透明板202既可以通過 粘結方式固定在電路基板205上，當空間較大時也可采用螺釘固定在電路基板205上。在 本實施方式中，凹槽作為擴散腔，可以提高LED的發光區域，使得相鄰LED元件201的邊緣 光混合，起到混光的目的。另外，透明板202的另一面上涂覆有擴散層203。擴散層203可以是直接將帶有擴 散性的微小顆粒材料涂覆在透明板202另一面上形成的涂覆層。例如可以使用淺灰色或其 他顏色混色劑摻入適量玻璃粉后直接涂覆在透明板202的另一面上形成擴散層203。根據LED元件201的發光原理，LED顯示屏在顯示全白畫面時，亮度可以達到一個 很高的數值，但顯示全黑畫面時實際亮度并不能完全為零；再加上LED元件201露在外面， 本身會反射一部分外界光，由此帶來的后果是在實際使用時畫面的對比度較低，不能提供 高質量的顯示畫面。在本實施方式中，由于擴散腔及擴散層203的擴散作用，不僅使發光區 域中心處的亮度減弱，有效降低了刺目感，使顯示畫面變得柔和，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響，大幅提高畫面的對比度。此外，為了進一步提高混光效果，同時可以較好的固定混光裝置。擴散腔，即凹槽 的表面并沒有和LED元件201直接接觸，而是留有一定的間隙。具體是凹槽的深度L與LED 元件201高度尺寸H滿足關系式L ^ 1. 2H ；擴散腔和電路基板205的接觸面積S與LED元 件201表面積T之間需滿足關系式0. 85 < S/T < 1. 5。本實施方式中，LED元件201外形尺寸為2mmX2mm，高度為1mm，凹槽的深度約為 1.4mm，凹槽與電路板基板的接觸面積約為5mm2。實驗表明可以滿足混光需要，達到消除像 素顆粒感的目的，同時混光裝置與電路板基板的固定也可以輕松完成。從圖2中可以看出，LED元件201發光通過凹槽透射后到達端面的擴散層203，與 相鄰LED元件201的光混合疊加，使得在原來暗區位置形成一個混光區域，其效果如圖3所
7J\ ο在圖3中，301表示使用混光裝置后單個元件的亮度分布曲線，302表示混光疊加 的亮度分布效果曲線。303表示單個元件的發光區域，304表示相鄰元件發光區域疊加部 分。從圖3可以看出，使用混光裝置后，原來的暗區部分經過疊加混光后亮度有了較大的提 升，使得像素的顆粒感減低，同時發光區域的中心亮度會降低，整個顯示畫面的亮度趨于均 勻柔和，不會有刺目感。此外，由于擴散層203的存在，雖然會降低一些亮度，但它有效降低 外界光的反射影響，使顯示畫面的對比度有較大的提高。實施方式二如圖4所示，本實施方式與實施方式一的區別在于混光裝置。本實施方式的混光裝置為平面部件402，該平面部件402分布有與電路基板405上的LED元件401配合的的擴 口孔。擴口孔的窄端通過粘膠404與電路基板405固定連接。此外，為了增強擴散效果，可以在擴口孔中涂覆混色劑，使其變得不透明態，使得 光在腔內反射后與相鄰LED元件401的邊緣光疊加，從而達到混光的目的。該平面部件402 無論是采用透明材料，還是非透明材料如工程塑料，都可以在擴口孔中涂覆混色劑，以增強 混色效果。在本實施方式中，采用的是白色混色劑。此外，為進一步增強擴散效果，平面部件402上還設有塑料薄膜403，該塑料薄膜 403上粘附有微小擴散顆粒。在本實施方式中，塑料薄膜403是采用將微小擴散顆粒(例如 玻璃粉、塑料粉等)粘著在聚酯薄膜材料制成的獨立膜層，該膜層通過粘膠、壓合等方式設 置在平面部件402上。同樣的，為了較好的實現降低像素顆粒感，同時較好的固定該平面部件402。平面 部件402上的擴口孔的高度L與LED元件401高度尺寸H應滿足關系式L ^ 1. 2H，且擴口 孔窄端和電路板基板的接觸面積S與LED元件401表面積T也應滿足關系式0. 85 < S/T < 1. 5。以上所述僅為本實用新型兩個實施例，事實上依據本實用新型的裝置原理，可以 組合出多種等效變形裝置，例如，將擴散腔的形狀改為弧面，在某些應用場合采用合適的混 色劑涂覆擴散腔之后可以省略擴散層，擴散層的制作材料可以采用其他塑料材料，擴散腔 與電路板基板的固定改為螺絲固定等等，因此本實用新型的保護范圍并不局限于此，本領 域中的技術人員任何基于本實用新型技術方案上非實質性變更均包括在本實用新型保護 范圍之內。
權利要求1.一種LED顯示屏，包括電路基板O05、405)，和分布設置在電路基板上的若干LED元 件001、401)，其特征在于該LED顯示屏還包括設置在所述電路基板上的混光裝置(202、 402)，該混光裝置包括若干擴散腔，任一擴散腔中有至少一個所述LED元件。
2.根據權利要求1所述的LED顯示屏，其特征在于所述混光裝置為透明板O02)，所 述擴散腔為設置在該透明板一面上的凹槽，該凹槽倒扣在至少一個所述LED元件上。
3.根據權利要求2所述的LED顯示屏，其特征在于所述凹槽呈擴口狀，其擴口端與所 述電路基板固定連接。
4.根據權利要求3所述的LED顯示屏，其特征在于所述凹槽的形狀為梯形或弧形。
5.根據權利要求4所述的LED顯示屏，其特征在于所述透明板的另一面上涂覆有擴 散層(203)。
6.根據權利要求1所述的LED顯示屏，其特征在于所述混光裝置為平面部件(402)， 所述擴散腔為設置在該平面部件上的擴口孔，該擴口孔的窄端與所述基板固定連接。
7.根據權利要求6所述的LED顯示屏，其特征在于所述擴口孔上涂覆有混色劑。
8.根據權利要求7所述的LED顯示屏，其特征在于該LED顯示屏還包括設置在所述 平面部件上的塑料薄膜G03)，該塑料薄膜上粘附有微小擴散顆粒。
9.根據權利要求1至8任一所述的LED顯示屏，其特征在于所述擴散腔的高度L與 所述LED元件高度尺寸H滿足關系式1.2H;所述擴散腔和所述電路基板的接觸面積S 與所述LED元件表面積T之間需滿足關系式0. 85 < S/T < 1. 5。這么做可以得到較好的 混光效果，同時也可以較好的固定混光裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種LED顯示屏。該LED顯示屏包括電路基板，和分布設置在電路基板上的若干LED元件，此外該LED顯示屏還包括設置在所述電路基板上的混光裝置，該混光裝置包括若干擴散腔，任一擴散腔中有至少一個所述LED元件。本實用新型通過采用混光裝置的擴散腔來散射LED光，擴大LED的發光區域和混光區域，減少暗區面積，從而降低或消除像素的顆粒感和刺目感，提高畫面亮度的均勻性。而且這種方式并不會增加LED元件的排布密度，也不需要設計制作特殊LED元件，直接使用普通LED元件即可，因此成本也較低。
文檔編號F21V5/08GK201897934SQ20102050478
公開日2011年7月13日 申請日期2010年8月24日 優先權日2010年8月24日
發明者劉志文, 李軍明 申請人:廣東威創視訊科技股份有限公司