CN105304016B - 智能全彩玻璃显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能全彩玻璃LED显示屏及玻璃LED显示单元，其通过将未封装的驱动IC裸片和LED晶片倒装在以玻璃为基板的ITO电路上，省去了现有的LED灯珠和驱动IC的封装制程，也省去了常规显示屏模组的加工和装备制程，使得玻璃上的电路异常简单，且ITO电路上几乎不产生功耗和温度，从而使得该显示屏的显示画面更加稳定，并且能在单层电路上实现小间距智能全彩玻璃显示屏。

Description

智能全彩玻璃显示屏

技术领域

本发明涉及LED显示领域，具体为一种小间距LED智能全彩玻璃显示屏及显示单元。

背景技术

智能全彩玻璃显示屏是一种通过控制LED（Light Emitting Diode）即发光二极管以透明玻璃为基板的用来显示文字、图形、图像、视频等各种信息的显示屏幕。与传统技术相比LED显示屏具有透明度高、工作电压低、性能稳定及可大型化等优良特性，虽然智能化LED玻璃显示屏技术已得到迅速发展，但仍属于工业设计及产业化研究的初级阶段。

传统的LED全彩显示屏，是用LED晶片封装成DIP(直插)LED灯或用SMD封装的三合一LED灯连同驱动IC及电容、限流电阻、译码器等元件焊接在PCB板（一般为玻纤板）的基板上，再经测试，注胶，固胶、老化，组装成LED模组。以P4（16*32像素）模块来说，需用到4层的PCB板、由于单个模块的像素少，拼接大型显示屏时，需要的模块量巨大，接口数量也巨大，故障发生概率大大增多。传统的光栅屏由于结构件、元器件数量多、尺寸大，透光率大打折扣。

为了实现既有很好的透光率，又能显示出高清图像效果的LED显示屏，在国内外也出现了一些以玻璃为载体的LED显示屏产品或相应技术，比如经过检索得到，专利申请号：201410730418.8 ，201420478443.7 ，201420459519.1 ，201410513862.4 。但相关申请仅仅介绍了几种非常简单的LED运用，多是把三合一的LED灯表贴在ITO（Indium Tin Oxides纳米铟锡金属氧化物）镀膜玻璃上，而把灯的引脚经ITO线路接到玻璃外（通过挠性印刷电路板FPC将驱动芯片和电源模块连接到玻璃上）。由于驱动电路在玻璃显示屏外，所有LED灯引脚都要通过ITO电路引至玻璃边缘，再通过FPC（挠性电路板）连接到***驱动电路和供电电源上，所以每个玻璃模块内走线规模庞大且引线距离较长。当电流通过较长较细的ITO镀膜电路时，由于ITO镀膜的方阻较大（常用的LED玻璃显示屏的ITO方阻：R□≥15Ω），会因为电阻较大而产生热损，发热也会使LED显示屏的图像色彩还原受到影响。

图3为某现有技术的驱动板侧电路原理图，显而易见地，该电路板上电子元器件众多，驱动器的外接导线过多,在玻璃上的布局复杂,使得安装不方便，LED玻璃屏在长期使用中易出现接触不良（死灯）的问题。同时外接导线过多，也使得LED玻璃屏的点间距无法做到25mm以下，无法得到既有很好的透光率，又能显示出高清图像效果的LED全彩玻璃显示屏。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种小间距的LED智能全彩玻璃显示屏及LED玻璃显示单元。

一种小间距LED智能全彩玻璃显示屏，该显示屏包括玻璃基板，ITO镀膜图案电路，多个LED晶元组，和多个驱动IC裸片，每个LED晶元组包括三个LED晶元，分别为红色LED晶元、绿色LED晶元和蓝色LED晶元。

所述ITO镀膜图案电路通过溅射蒸发方法制作于玻璃基板之上。所述ITO镀膜图案电路的玻璃基板的方阻小于等于4欧姆。

所述驱动IC裸片和所述LED晶元组均采用倒装的方式粘贴在所述ITO镀膜图案电路上。

所述驱动IC裸片为双线三通道LED恒流驱动裸装IC。

每个驱动IC裸片驱动一个LED晶元组，并与其他驱动IC裸片级联。

所述LED智能全彩玻璃显示屏的点间距可以做到25mm以下，即0-25mm, 优选的为2mm，3mm，3.5mm，4mm，4.16mm。

构成所述显示屏的模组的尺寸最大可以为1500mm*3500mm，所述LED晶元组可由封装尺寸在1mm*1mm以下的三合一LED灯实现。

所述驱动IC裸片内部集成有电源滤波器，串行解码电路，PWM控制电路，LED恒流控制电路，驱动输出电路，整形转发电路和OSC(oscillator的缩写)晶振。

所述智能全彩玻璃显示屏还包含有专用的接口单元。

所述的接口单元经传输电缆组件连接到玻璃显示单元以还原显示数据的图像。所述传输电缆组件，由一条十芯电缆和薄长条型塑胶母插座及一排嵌压在玻璃ITO电路上的排针及塑胶公插件组成。

所述智能全彩玻璃显示屏，不需要LED灯珠和带封装的驱动IC，只需将LED晶片和驱动IC的裸片倒装在低方阻ITO（ITO方阻：R□<4Ω）玻璃基片上，使得玻璃上的电路异常的简单，因LED驱动IC的引脚与LED晶元的引脚相距距离小于100um, 所以本发明ITO电路上几乎不产生功耗和温度。省去了现有的LED灯珠和驱动IC的封装制程，也省去了常规显示屏模组的加工和装配制程，由于使用的是适合在玻璃基片运行的驱动IC裸片，通过倒装R、G、B晶元表贴在低阻ITO玻璃基片上，优化了电路，减少了元器件的使用，使得玻璃显示屏画面画质更加稳定，并且能在单层电路上做到P4（点间距4mm）以下的小间距智能全彩玻璃显示屏，且模组最大可做成1500mm*3500mm ，可直接代替传统幕墙玻璃，成为高清的智能全彩玻璃显示幕墙，透明度可达80%以上。

附图说明：

图1为本发明智能全彩玻璃显示屏的框架示意图；

图2为本发明智能全彩玻璃显示屏玻璃基板的刨面结构示意图；

图3为某现有技术驱动板侧电路原理图；

图4为本发明智能全彩玻璃显示单元的电路原理图；

图5为本发明智能全彩玻璃显示单元的一种实际结构与电路；

图6为本发明智能全彩玻璃显示屏的驱动IC的内部结构框图。

其中，附图标记为：1、控制单元；2、全彩玻璃LED显示屏；3、接口单元；4、玻璃显示单元；5、集中供电单元；6、ITO镀膜；7、玻璃；8、倒装LED晶元；9、裸装双线三通驱动IC。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本发明进行阐述。

实施例1

如图1所示：智能全彩玻璃显示单元包括：

控制单元：将视频信号转换为LED显示屏控制信号输出至接口单元；

接口单元：全彩玻璃LED显示屏由n个玻璃LED显示单元+接口单元矩阵拼接而成，每个接口单元控制一个LED玻璃显示单元，接口单元之间级联连接。接口单元包含一接收板和接口卡（含触控驱动模块），经传输电缆组件，连接到玻璃显示单元，还原显示数据的图像。所述传输电缆组件，由一条十芯电缆和薄长条型塑胶母插座，及一排嵌压在玻璃ITO电路上的排针及塑胶公插件组成；所述触控驱动模块，由传输电缆组件传回的触控信号，经触控驱动模块转换处理，将处理好数据经接收卡传回到控制单元，控制单元再根据控制软件的要求，作出相应的反应。

集中供电单元负责提供接口单元和玻璃LED显示屏单元的电源。

如图2所示：LED显示单元从背面到显示面分别为玻璃基板、ITO膜、原件层和保护玻璃层。此种结构比传统LED显示屏的PCB+底壳+面罩+箱体的结构复杂度大大降低，节省了大量成本，同时也更加美观。

如图4所示：接线端子与接口单元连接。接线端子的10/11/12为电源地；13、14为数据输入, 分别接第一颗和第二课驱动IC的信号输入Din2；15为另一信号输入，接第一颗驱动IC的信号输入Din1；16/17/18为电源正，与所有的驱动IC电源正（VDD）、LED灯的电源正连接；每一颗驱动IC的LED控制输出R、G、B与LED灯的红、绿、蓝负极分别连接，提供对红、绿、蓝灯的PWM控制信号；驱动IC的数据输出Dout1与后一颗驱动IC信号输入Din1相连接，实现级联；驱动IC的数据输出Dout2与后面相隔的一颗驱动IC信号输入Din2相连接，从而实现相邻驱动IC故障时，数据信号仍可以通过后面相隔一颗驱动IC向后发送。

如图5所示：R、G、B三个倒装LED晶元组成一个像素点，像素点按点间距成矩阵排布。倒装的LED晶元尺寸远远大于SMD封装的三合一LED灯珠内的晶元尺寸，在显示屏显示亮度相同的情况下，发热量大大下降。

驱动IC裸片的R、G、B引脚紧贴R、G、B倒装晶元的负极引脚（间距小于100μm），减小电路中的线路损耗。

驱动IC裸片之间通过ITO电路级联，最多级联2000个像素点，远远超过现有常规显示屏目前单个模块的像素点数量，因而控制电路的出入接口走线数量大大降低，单组数量带载的显示面积大大增多。

如图6所示：驱动IC裸片内部集成有电源滤波器，串行解码电路，PWM控制电路，LED恒流控制电路，驱动输出电路，整形转发电路和OSC(oscillator的缩写)晶振组成。该芯片共有2路信号输入(Din1、Din2), 2路信号输出（Dout1、Dout2），3个LED控制输出（R、G、B），1个电源正（VDD），1个电源地（GND）。

LED显示单元的电路是由ITO膜刻蚀而成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种玻璃LED显示单元，其特征在于：包括以玻璃为基板的ITO电路、未封装的驱动IC裸片以及LED晶片，所述未封装的驱动IC裸片和LED晶片倒装在所述以玻璃为基板的ITO电路上；

所述LED晶片包括红色晶片、绿色晶片和蓝色晶片；

所述ITO电路的玻璃基板的方阻小于4欧姆。

2.根据权利要求1所述的玻璃LED显示单元，其特征在于，所述玻璃LED显示单元中，相邻的LED晶片之间的间距小于4毫米。

3.根据权利要求1所述的玻璃LED显示单元，其特征在于，构成所述显示单元的模组的尺寸为1500mm*3500mm。

4.一种智能全彩玻璃显示屏，包括一个或多个如权利要求1-3之一所述的玻璃LED显示单元，以及一个或多个接口单元，其特征在于：接口单元通过传输电缆组件连接到玻璃LED显示单元，从而将外部输入的图像信号传输到玻璃LED显示单元。

5.根据权利要求4所述的智能全彩玻璃显示屏，该显示屏包括玻璃基板，ITO镀膜图案电路，多个LED晶元组，和多个驱动IC裸片，每个LED晶元组包括三个LED晶元，分别为红色LED晶元、绿色LED晶元和蓝色LED晶元，其特征在于：

所述ITO镀膜图案电路位于玻璃基板之上；

所述驱动IC裸片和所述LED晶元组均采用倒装的方式粘贴在所述ITO镀膜图案电路上；

所述驱动IC裸片为双线三通道LED恒流驱动裸装IC;

每个驱动IC裸片驱动一个LED晶元组，并与其他驱动IC裸片级联。

6.根据权利要求5所述的智能全彩玻璃显示屏，其特征在于，所述ITO镀膜图案电路通过溅射蒸发方法制作于玻璃基板之上。

7.根据权利要求5所述的智能全彩玻璃显示屏，其特征在于，所述显示屏的点间距为0-25mm。

8.根据权利要求5所述的智能全彩玻璃显示屏，其特征在于，所述显示屏的点间距为4.16mm。

9.根据权利要求5所述的智能全彩玻璃显示屏，其特征在于，所述LED晶元组可由封装尺寸在1mm*1mm以下的三合一LED灯实现。

10.根据权利要求5所述的智能全彩玻璃显示屏，其特征在于，所述驱动IC裸片内部集成有电源滤波器，串行解码电路，PWM控制电路，LED恒流控制电路，驱动输出电路，整形转发电路，OSC晶振。