直视型发光二极管显示装置的制作方法

本公开的领域涉及直视(DV)型发光二极管(LED)显示器，并且更具体地涉及具有粘附到DV LED显示器的LED的可移除膜盖的DV LED显示器。

背景技术：

小间距DV LED显示器是近距离客户接近是常见的应用中的新兴室内视频墙技术。具体地，对于实现向DV LED显示器视频墙的触摸输入的需求日益增长。

与视频墙的前显示表面分别由玻璃片材或塑料片材的连续阵列构成的其他视频墙技术(诸如平铺式有源矩阵液晶显示器(AMLCD)或平铺式背投立方体)不同，DV LED显示器的表面是DV LED模块的阵列，每个模块具有直接安装到印刷电路板(PCB)衬底的分立LED的阵列。例如，DV LED模块可以由四个PCB组成。DV LED视频墙显示器包括连接和安装在一起以实现期望视频墙尺寸的DV LED模块或显示面板的阵列。

DV LED模块容易受到来自人体接触的损害(包括磨损、撞击和暴露于液体等)，特别是如果LED作为表面安装装置(SMD)直接安装到PCB的外面。通过板上芯片(COB)技术制造的DV LED显示器也可能容易受到来自人体接触的损害。暴露于溢出的液体或其他物质可能是灾难性的，因为没有办法引入清洁液而不会对PCB及其敏感电子器件潜在地造成进一步的损害。印刷电路板上的相邻SMD LED之间的空间也倾向于收集灰尘和碎片，在触摸屏应用中包括皮肤皮屑和油脂。这种污染很难移除或控制。此外，对于触摸屏应用，DV LED视频墙呈现粗糙表面，其对于期望平滑触觉体验的触摸输入而言是不理想的。

分立的LED或PCB偶尔需要现场修理或替换，并且本发明人已经认识到对视频墙的各个模块的接触可能是期望的或必需的，例如像Brashnyk等人的美国专利申请公开号US 2016/0210886所教导的，所述专利申请通过引用并入本文。DV LED显示器也可能需要被拆卸成组成的DV LED模块并且然后被重新组装，例如在将其从一个位置移动到另一个位置时。

玻璃衬底被认为用于覆盖显示器的前面以保护精密的SMD LED部件，但玻璃是非常沉重的(例如，对于108英寸对角线(274厘米)的DV LED显示器玻璃而言通常大于100磅(45kg))、麻烦的并且对于安装和移除以修理DV LED视频壁是潜在危险的。DV LED模块可以平铺到几乎任何期望的尺寸，而具有适合于覆盖DV LED视频墙的特性的玻璃很少可用于大于约108英寸 (274厘米)的对角线。此外，玻璃覆盖物倾向于使光学性能降级。盖玻璃可以具有0.25英寸(6.4mm)或更厚的厚度，这可能导致触摸输入的视差混乱。此外，出于散热的考虑，盖玻璃可能需要被安装成与DV LED阵列相距某个距离，从而进一步恶化了视差问题。

丙烯酸(PMMA或有机玻璃)或聚碳酸酯的较大刚性透明片材也被认为覆盖LED模块的阵列，但这些材料较软(易受刮伤)、非常昂贵并且还具有与玻璃类似的尺寸限制和视差混乱问题。

本发明人已经认识到需要解决以上讨论的问题而不损害显示光学器件、可视性或触摸输入体验。

技术实现要素：

本申请公开了一种直视型发光二极管显示装置，即DV LED显示装置，其包括至少一个DV LED模块，所述DV LED模块包括衬底，所述衬底具有安装在所述衬底的表面上的多个分立LED的阵列，所述DV LED显示器的特征在于：覆盖所述至少一个DV LED模块的透明膜，所述透明膜具有外部表面并且包括：聚合物材料层，以及层压到所述聚合物材料层并在所述LED阵列上方粘附到所述至少一个DV LED模块的粘合剂层，其中所述透明膜的所述外部表面背离所述LED阵列。

本申请可以解决背景技术中的以上讨论的问题而不损害显示光学器件、可视性或触摸输入体验。

附图说明

图1示出了分立SMD LED。

图2示出了具有多个电路板的DV LED显示器，每个电路板包括图1的 SMD LED的阵列。

图3是图2的DV LED显示器的一部分的截面示意图，其具有覆盖SMD LED的可移除保护膜。

图4是DV LED显示器的一部分上的可移除保护膜的截面示意图。

图5是由释放衬层背衬并包括多个次级层的可移除保护膜的截面示意图。

具体实施方式

本部分描述了特定实施方案及其详细构造和操作。仅以说明方式而非限制地列举本文描述的实施方案。在整个说明书中，对“一个实施方案”、“实施方案”和“一些实施方案”的引用不一定是指相同的实施方案。所描述的特征、结构、特性和操作方法可以单独实践或以任何合适的方式组合，并且可以在没有一个或更多个特定细节的情况下实践或者利用其他方法、部件、材料等来实践。在其他情况下，未示出或未详细描述众所周知的结构、材料或操作方法以避免模糊实施方案的更多相关方面。

作为举例，本文描述的实施方案是在SMD型DV LED显示装置的背景下呈现的。类似的实施方案也可以与COB型DV LED显示装置、其他类型的 DV LED装置、以及可能的其他类型的显示装置一起采用。

图1示出了分立SMD LED装置100。SMD LED 100被焊接安装到如图2 所示的印刷电路板(PCB)衬底的面，所述印刷电路板(PCB)衬底用于创建 DV LED显示器。图2示出了DV LED模块200(也被称为显示面板)，其包括四个电路板(例如，PCB)202、204、206和208。每个电路板202-208包括安装到电路板202、204、206、208的外面的数百个SMD LED 100的阵列。虽然图2示出了由四个电路板202、204、206、208构成的DV LED模块200，但是如本领域普通技术人员将理解的，可以使用任何数量的期望电路板(例如，一个或更多个)。如以上提及的，DV LED显示器包括一个或更多个DV LED模块200，诸如连接的DV LED模块200的阵列，使得图像显示在所有连接的DV LED模块200的各处上。连接的DV LED模块200的阵列限定了 DV LED显示器的显示表面304(图3)。DV LED显示器可以是使用SMD LED 100的任何显示器。在一些实施方案中，显示器可以包括单个DV LED模块 200。

图3是通常为视频显示器的DV LED显示器296的一部分的示例性截面示意图。从图3中可以看出，多个SMD LED 100以阵列形式安装在印刷电路板300的外表面298上，以便形成可以是不连续的显示表面304。膜302覆盖显示表面304。膜302是薄的、柔性的且耐久的透明聚合物膜。通常经由粘合剂层背衬(在图4中被示为402)将膜302直接粘附或粘性附接到SMD LED 100 的外表面(即，粘附到显示表面304)。如下面进一步描述的，粘合剂层的粘合材料或膜的其他粘合特性可以被选择为允许容易地移除膜302，或者可以导致永久附接。膜302可以是柔韧的并且包括外部表面，所述外部表面允许用户在DV LED显示器296的触摸屏应用期间获得期望的触觉感受以及保护印刷电路板300和SMD LED 100免受损害。例如，膜302的外表面可以与抛光玻璃一样平滑，或者具有轻度亚光(light matte finish)或具有良好光学特性并防指纹的纹理。

图4是DV LED显示器296的一部分上的层压复合膜390的详细截面示意图。复合膜390包括由粘合剂层402背衬的膜料400，所述粘合剂层402将复合膜390直接附接到显示表面304。在一些实施方案中，复合膜390还可以包括次级层或表面涂层404，该次级层或表面涂层404层压到与粘合剂层402 相对的膜料400的前表面406。

复合膜390保护显示表面304免受污染物的积聚，并且防止液体与SMD LED 100或与SMD LED 100之间的电路板300接触，以及改善DV LED显示器296的表面的触觉感受以用于触摸输入应用。在一些实施方案中，通过可移除复合膜390(或膜302)的一个连续片材，复合膜390覆盖由DV LED显示器296的LED模块(参见图2，示出了一个LED模块200)阵列限定的整个显示表面304。在其他实施方案中，复合膜390仅覆盖DV LED显示器的一部分。例如，对于非常大的视频墙显示器，复合膜390可以仅覆盖视频墙显示器的可能更容易受到损坏或者可以在触摸应用中使用的底部部分。在一些实施方案中，用于膜302的可移除复合膜390的宽度是60英寸(152cm)。在其他实施方案中，可以使用膜的多个片材来覆盖DV LED显示器的显示表面。在其他实施方案中，每个单独的DV LED模块200被膜302或390的一部分覆盖，所述部分被设置尺寸以符合模块200并保护其上的SMD LED 100的阵列。在这些实施方案中，可以通过膜的多个部分来完全保护尺寸大于膜可用宽度的DV LED显示器。

参考图4，膜料400由为了其光学透明度和中性光谱响应而选择以使得膜不赋予颜色的聚合物材料形成。在一些实施方案中，膜料400可以是不那么光学清晰的(less than optically clear)(例如，为半透明的)，优选具有中性光谱响应，但是因为它被光学粘结到LED，它可能不会使DV LED显示器的图像质量显著降级，因此作为实质上透明或光学清晰的膜来起作用。相对于来自蓝色LED的发射波长为约465nm的辐射，膜料400可以是光化学稳定的，所述辐射能够向其他聚合物赋予变色。膜料400的厚度在从0.010mm至 0.100mm、或从0.050mm至0.100mm、或从0.050mm至0.080mm的范围内。

在一些实施方案中，膜料400是聚丙烯膜。然而，膜料400可以由具有光学透明度和中性光谱响应的其他聚合物材料(诸如聚碳酸酯或聚乙烯)制成。然而，膜料400可以是光学中性的、并且不会经历导致光学透明度损失或颜色中性损失的光致降解的任何聚合物材料。

粘合剂层402可以是压敏粘合剂，所述压敏粘合剂具有足以提供与SMD LED 100的长期粘结的粘附性，但是优选不具有强度使得无法在不损坏SMD LED 100或其与电路板300的粘结的情况下移除膜390的粘附性。例如，粘合剂与膜料400的粘结强度应当高于粘合剂与SMD LED 100的表面的粘结强度。粘结强度也不应当强于SMD LED与下面的电路板300或LED附接到的其他衬底之间的粘结。类似于膜料400，粘合剂层402也应当是光学中性的，并且不应当经历导致光学透明度损失或颜色中性损失的任何光致降解。压敏粘合剂可以是丙烯酸型粘合剂。然而，如果压敏粘合剂是光学中性的，不会经历导致光学透明度损失或颜色中性损失的光致降解，并且维持允许移除但无粘附损失的适当粘合剂特性，则可以使用任何所述压敏粘合剂。

粘合剂层402优选允许通过剥离膜390而不损坏SMD LED 100、使SMD LED 100从电路板300分离、或者在SMD LED 100上留下粘合剂或粘性残留物来从显示表面304移除膜390。这允许现场修理DV LED显示器296，而不必从DV LED显示器296的前面移除可能是沉重或麻烦的玻璃(如以上提及的)。在移除之后，膜390可以被重新粘附到显示表面304，或者可以提供新的膜390以使其粘附到DV LED显示器296的显示表面304。如以上提及的，粘合剂层402被层压到膜料400并且可以包括释放衬层(在图5中示出)，所述释放衬层保护粘合剂层402，直到移除衬层以便在现场将膜390安装在DV LED显示器296上为止。

在一些实施方案中，粘合剂层402(例如，通过SMD LED 100的粗糙压纹表面)来光学耦合到LED，并且由此增强LED 100的光学性能。所产生的光耦合可以增加总的光输出并且改善来自DV LED显示器296的径向光分布。

表面涂层404可以是向膜390赋予防眩光特性和/或防反射特性的处理。在一些实施方案中，表面涂层404可以包括改善耐久性的硬涂层。硬涂层可以自身提供在膜390的外表面上，或者可以层叠在其他涂层(诸如防眩光和/ 或防反射表面涂层)上或与其结合。如根据ISO 15184:2012测量的，硬涂层优选是抗划伤的，并且可以具有大于2H铅笔的硬度、或者更优选地大于4H 或大于6H铅笔的硬度。表面涂层404还可以包括防污迹和防指纹的疏油涂层。在一些实施方案中，表面涂层404可以是用于减小或消除当用户在触摸应用期间触摸屏幕时的静电放电的表面处理。最后，表面涂层404可以是或者还可以包括用于在触摸屏应用期间最小化疾病传播的抗微生物材料或层。表面涂层404可以包括这些不同类型的涂层的任何组合。

可以片材形式或卷形式提供复合膜390，可以在工厂中或在现场施加到 DV LED显示器，并且可以作为售后项目出售。在任何情况下，如图5所示，复合膜390的粘合剂层402可以通过释放衬层410来背衬。提供释放衬层410 以有助于运输，并且可以剥离所述释放衬层410以暴露粘合剂层402从而用于安装在DV LED显示器296(图4)上。如果以卷形式提供复合膜390，则可以替代性地省略释放衬层410。图5进一步示出了复合膜390的表面涂层 404可以包括两个或更多个不同层，诸如具有防反射特性和/或防眩光特性的第一层420、以及可以是硬涂层和/或提供防指纹特性的外涂层430。在未示出的其他实施方案中，层压的层或涂层(404、420、430)可以施加在膜料400 与粘合剂层402之间、或施加在膜料400的两侧上。

根据本公开的保护膜(例如，302或390)可以与各种触摸屏技术中的任一种一起使用，例如，所述触摸屏技术诸如红外(IR)、表面声波(SAW)、基于相机、电阻、表面电容和投射电容(PCAP)等。在一些实施方案中，触摸屏传感器技术(诸如PCAP)可以被包括在或嵌入在保护膜自身中，使得将保护膜施加到DV LED显示器还可以向DV LED显示器添加触摸屏功能，同时提供保护品质和改善的触觉感受。

在一些实施方案中，保护膜(例如，302或390)可以包括附加的组分、添加剂或材料。例如，所述膜可以包括创建中密度滤光片以增强对比度的添加剂、成分或次级膜层。例如，中密度滤光片可以是在整个可见光谱内近似均等地减小所有波长的强度而不会导致透射光的颜色改变的光学片材(被提供为表面涂层404或其他)。

在一些实施方案中，膜(例如，302或390)可以包括组分、添加剂或材料，其吸收非LED发射的可见光谱区域中的各波长的光，这可以增强显示对比度。例如，如果LED发射处于可见光谱的红色部分、绿色部分和蓝色部分中的光，则可以选择所述组分、添加剂或材料以吸收处于可见光谱的互补部分(即黄色、青色和品红色)中的光。

在一些实施方案中，DV LED显示器可以包括具有图案化圆偏振器的保护膜(例如，302或390)，所述图案化圆偏振器诸如通过使用适当的偏光镜和视频输入来使得能够观看立体3D图像。在这种情况下，将膜对准到DV LED 显示器的LED行。

在一些实施方案中，可以将光学部件结合到保护膜(例如，302或390) 中以提供抗摩尔效应功能，这在DV LED显示器用于显示来自摄像机或一些其他像素化图像装置的视频时是有益处的。

以上讨论的各种表面涂层404、以及以上讨论的附加膜部件可以期望观看 DV LED显示器上的视频所必需的任何组合来提供。

对于本领域的技术人员来说明显的是，可以对上述实施方案的细节做出许多改变而不会脱离本实用新型的基本原理。例如，尽管结合利用SMD LED 的DV LED显示器来描述实施方案，但是根据本公开的保护膜也可以类似地与COB型DV LED显示器一起使用；与包括安装到各种衬底(包括PCB及其他)的LED的DV LED显示器一起使用；以及与其中保护膜的各种可能属性益处可能是有益的其他类型显示器一起使用。因此，本实用新型的范围只应由随附权利要求来决定。