專利名稱：一種透明顯示屏及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及顯示屏領域，尤其涉及一種透明顯示屏及其制作方法。
背景技術：
隨著社會的進步和科技的發(fā)展，特別是進入二十一世紀以來，人類社會逐漸進入信息化時代，我們的生產、生活、工作以及學習方式都正經歷著深刻的改變，信息成為當今社會的重要資源。顯示器是這一時代必不可少的信息傳輸工具，特別是近年來半導體發(fā)光二極管(LED)技術的飛速發(fā)展，使得LED顯示器成為信息化時代的主流顯示器件之一。隨著貼片LED (SMD LED)在2001年面世，越來越多的LED顯示屏幕被用于大型城市廣場顯示屏，指示照明，燈箱廣告等領域。LED的顯示屏幕的色彩多樣性，亮度高使其顯示效果更加奪人眼球，也逐漸成為人們關注的焦點。 LED除了應用于傳統(tǒng)的大規(guī)模顯示屏的制作中，各種新奇的顯示屏幕逐漸被人們開發(fā)。市場上多見的顯示屏都為非透明的，無法實現(xiàn)雙面顯示，為迎合市場需要，需要發(fā)明新的顯示方式，不斷提升LED的顯示效果。諸如希望能夠使得顯示效果更加漂亮，希望能夠實現(xiàn)在玻璃等透明載體上實現(xiàn)透明顯示，甚至希望能夠設計出一款新型的可彎曲的透明顯示屏等等。屆時，透明落地窗變成了大面積顯示屏，車的擋風玻璃上可以顯示車速，GPS導航等數(shù)據(jù)。甚至，可以做出圓筒型的顯示屏，電腦顯示屏也可以做成可以卷式，在需要的時候，將其展開，不需要時則卷起。隨著社會科學的發(fā)展及市場需求的拓展，在透明介質上實現(xiàn)顯示的新要求成為LED顯示的新課題。而目前常見的透明顯示屏是OLED屏幕，可以透明、柔軟可彎折，但價格高，而且制作面積不能很大，一般使用于手機等數(shù)碼器件的屏幕。在制造方面，該項技術也很難制造大面積透明顯示材料，因而不利于大面積推廣。也有專利(200920205031. 5)采用將導電線槽和LED鑲嵌在兩塊透明玻璃板之間，并且在透明玻璃表面開設垂直于玻璃的線槽，并填充透明物質的方式去制作透明顯示屏。但這種方式一方面布線較明顯，導致透明度降低。同時，由于玻璃表面過多的線槽，整體關觀度降低了。另一方面，采用這種復合結構，使得顯示屏厚度大大增加了。專利(200920179759. 5)采用將LED燈和電路置于透明管芯中，形成發(fā)光二極管的透明器件，從而制成LED透明顯示屏。但這種方法用于采用了多根透明管芯去形成透明顯示屏，使得顯示屏的顯示均勻性得不到保證。

發(fā)明內容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術中存在顯示屏厚度過大、顯示不均勻以及造價過高等缺陷，提出了一種透明顯示屏及其制作方法。本發(fā)明的透明顯示屏采用低成本透明導電薄膜，利用刻蝕技術將導電薄膜分成若干區(qū)域，采用表面貼裝發(fā)光二極管通過透明固晶膠固定在透明導電基底上，形成發(fā)光二級管矩陣，通過外界的電路驅動實現(xiàn)透明顯示。本發(fā)明采用刻蝕方法在透明導電薄膜上刻蝕出導通部分，避免破壞透明顯示屏的均勻性，本發(fā)明的制造成本低且只采用ー層透明基底，避免了透明顯示屏的厚度過厚帶來的不便。本發(fā)明提出了ー種透明顯示屏，包括透明導電材料，其用于導通所述透明顯示屏中的部件；透明基底，其與所述透明導電材料連接，作為所述透明顯示屏的基底材料；顯示單元，其與所述透明導電材料連接，用于顯示所述透明顯示屏的內容。其中，進ー步包括粘結材料，其用于連接所述透明導電材料與透明基底。其中，所述透明導電材料包括納米銀線薄膜、碳納米管薄膜、納米銦錫金屬氧化物 薄膜、氟摻雜錫氧化物薄膜；所述透明導電材料的直徑為Inm-lOOnm，長度為8_15iim。其中，所述透明基底包括玻璃、有機玻璃、聚對苯ニ甲酸こニ醇酷。其中，所述顯示単元包括表面貼裝發(fā)光二極管、跨線。其中，所述粘結材料包括聚こ烯醇。本發(fā)明還提出ー種透明顯示屏的制作方法，包括步驟ー將所述粘結材料均勻涂抹于所述透明基底的表面；步驟ニ將所述透明導電材料置于所述粘結材料上，通過高溫烘干使所述透明導電材料固定在所述透明基底上；步驟三對所述透明導電材料上進行刻蝕，在所述透明導電材料上形成導通區(qū)域與隔斷區(qū)域；步驟四通過點膠エ藝并高溫烘干，將所述顯示單元粘結在所述透明導電材料上；步驟五通過點膠エ藝，將所述顯示単元的電極與所述透明導電材料的導通區(qū)域粘結并導通。其中，進ー步包括步驟六所述透明導電材料通過導電片與電線連接，引出所述透明顯示屏的電極。其中，所述步驟一中，采用離心或涂掛或旋涂或提拉絲的方式將所述粘結材料均勻涂抹于所述透明基底的表面。其中，所述高溫烘干的溫度為70-150°C。其中，所述步驟三中，所述刻蝕的方式包括激光刻蝕或雕刻機刻蝕。其中，所述步驟四中，采用固晶膠將所述顯示単元粘結在所述透明導電材料上。其中，所述步驟五中，采用銀膠將所述顯示単元的電極與所述透明導電材料的導通區(qū)域粘結并導通。本發(fā)明將導電薄膜分成若干區(qū)域，采用表面貼裝發(fā)光二極管通過透明固晶膠固定在透明導電基底上，形成發(fā)光二級管矩陣，通過外界的電路驅動實現(xiàn)透明顯示，降低了制作成本。本發(fā)明采用刻蝕方法在透明導電薄膜上刻蝕出不同區(qū)域，避免破壞透明顯示屏的均勻性。本發(fā)明的制造成本低且只采用ー層透明基底，避免了透明顯示屏的厚度過厚帶來的不便。本發(fā)明制作エ藝簡單且不受面積限制，可以用于制造低成本大面積透明顯示器。


圖I為本發(fā)明實透明顯示屏的結構圖。圖2為本發(fā)明實施例中字符型顯示器用ITO膜激光刻蝕設計圖。圖3為本發(fā)明實施例中ITO導電薄膜實現(xiàn)固定字符透明顯示屏，單顆SMD LED的電流電壓關系圖。圖4為本發(fā)明實施例中利用自制納米銀線實現(xiàn)柔性透明動態(tài)漢字顯示設計圖。圖5為采用單片機控制，利用柔性透明動態(tài)漢字顯示屏顯示的漢字“納”的效果圖。圖6為本發(fā)明制作方法的流程圖。
具體實施例方式結合以下具體實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施本發(fā)明的過程、條件、實驗方法等，除以下專門提及的內容之外，均為本領域的普遍知識和公知常識，本發(fā)明沒有特別限制內容。說明書附圖I-圖5中，I-透明導電材料，2-粘結材料，3-透明基底，4-顯示單元，5-待刻蝕的線條或區(qū)域，41-表面貼裝發(fā)光二極管，42-0歐電阻。圖I顯示的本發(fā)明實施例中透明顯示屏的結構圖。本發(fā)明的透明顯示屏，包括透明導電材料I、透明基底3、顯示單元4，更進一步地，包括粘結材料2。透明導電材料I用于導通透明顯示屏中的部件。透明基底3通過粘結材料2與透明導電材料I連接，透明基底3作為透明顯示屏的基底材料。顯示單元4與透明導電材料I連接，用于顯示透明顯示屏的內容。更為具體地，本發(fā)明較佳實施例中透明導電材料I包括納米銀線薄膜、碳納米管薄膜、納米銦錫金屬氧化物(Ι )薄膜、氟摻雜錫氧化物(FTO)薄膜。透明導電材料的直徑為 lnm-lOOnm,長度為 8-15 μ m。更為具體地，本發(fā)明較佳實施例中透明基底3包括玻璃、有機玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。更為具體地，本發(fā)明較佳實施例中顯示單元4包括表面貼裝發(fā)光二極管(SMDLED)、跨線。其中，可通過采用O歐電阻連接透明導電材料I上的不同區(qū)域同樣實現(xiàn)跨線的功能。更為具體地，本發(fā)明較佳實施例中粘結材料2包括聚乙烯醇(PVA)。本發(fā)明的透明顯示屏的制作方法，如說明書附圖6所示，包括步驟一將粘結材料2均勻涂抹于透明基底3的表面，步驟二 將透明導電材料I置于粘結材料2上，通過高溫烘干使透明導電材料I固定在透明基底3上；步驟三對透明導電材料I上進行刻蝕，在透明導電材料I上形成導通區(qū)域與隔斷區(qū)域；步驟四通過點膠工藝并高溫烘干，將顯示單元4粘結在透明導電材料I上；步驟五通過點膠工藝，將顯示單元4的電極與透明導電材料I的導通區(qū)域粘結并導通。
更為具體地，本發(fā)明較佳實施例的制作方法進ー步包括步驟六透明導電材料I通過導電片與電線連接，將透明顯示屏的電極從透明基底3上引出。更為具體地，本發(fā)明較佳實施例的制作方法，步驟一中，采用涂掛或旋涂或提拉絲的方式方式將粘結材料2均勻涂抹于透明基底3的表面。更為具體地，本發(fā)明較佳實施例的制作方法，高溫烘干的溫度為70_150°C。更為具體地，本發(fā)明較佳實施例的制作方法，步驟三中，刻蝕的方式包括激光刻蝕或雕刻機刻蝕。更為具體地，本發(fā)明較佳實施例的制作方法，步驟四中，采用固晶膠將顯示單元4粘結在透明導電材料I上。
更為具體地，本發(fā)明較佳實施例的制作方法，步驟五中，采用銀膠將顯示単元4的電極與透明導電材料I的導通區(qū)域粘結并導通。本發(fā)明需要將透明導電材料I (采用納米銀線、ITO薄膜、碳納米管等)與透明基底3(有玻璃、有機玻璃、PET等)用粘結材料2粘結，増加透明導電薄膜的牢固程度。通過離心、掛涂等方法，將粘結材料2(如PVA)均勻涂于透明基底3表面，然后利用高溫烘干等方法將透明導電材料I均勻粘附于粘結材料2上，完成透明顯示屏的制作。如果透明基底3選用PET等材料，可以實現(xiàn)透明柔性顯示屏。在PET基底上，本發(fā)明在方塊電阻為6 Q / ロ時，可見光透過率超過60%。電路中各SMD LED以全串聯(lián)形式接入電路中，先將透明導電基底表面洗浄，利用刻蝕機，使透明導電基底就按設計要求形成獨立有規(guī)則的導通區(qū)域。用膠(如固晶膠等)將SMD LED貼裝在透明導電材料I上，經高溫干燥，待乳白色固晶膠固化后轉為透明。通過點膠エ藝，使用導電膠(如銀膠等)使SMD LED的正負極分別與透明導電材料I的導通。通過不同的刻蝕圖形設計，可以形成不同的回路，可做成不同的顯示字形。在透明基底3的下方分別引出透明顯示屏的正負極電極引出端，裁減大小合適的導電片(如銅箔等)固定于兩電極端，將相應的電線焊接在電極上。由以上結構，透明顯示屏就制作完成了。外部配上合適的驅動電路，可以讓透明柔性顯示屏進行顯示了。本發(fā)明采用低成本透明導電薄膜，利用刻蝕技術將導電薄膜分成若干區(qū)域，SMDLED通過透明固晶膠固定在透明導電基底上形成LED矩陣，選取驅動電路，實現(xiàn)透明顯示。更為具體地，本發(fā)明透明柔性顯示屏分為固定字符透明顯示屏和可選址透明顯示屏兩類。圖2顯示的是固定字符透明顯示屏及其刻蝕部分，其中標識I顯示的是透明導電材料，標識5標識顯示的是刻蝕機待刻蝕的線條或區(qū)域。對于固定字符透明顯示屏，先根據(jù)設計字符需求，采用軟件設計薄膜電極布線圖，如圖2所示。利用刻蝕機(激光刻蝕或雕刻機刻蝕)，將透明導電材料I按照設計好的布線圖進行切割，切割部分起到阻斷透明導電材料I上電流的作用。透明導電材料I的四周與外界電源連接，被切割線包圍的部分被切割線阻斷了與外接電源的連接，切割線的兩邊分別與SMD LED的正負極(即電扱)用銀漿粘合，與SMD LED正極與外界電源導通，與被切割線包圍部分連接的負極之間產生了電壓差，使電流通過SMD LED,讓SMD LED進入工作狀態(tài)，上述結構相當于將SMD LED串聯(lián)接入了電路中。通過上述結構，在切割線附近的SMD LED因電壓差而發(fā)光，顯示了設計好的字符。更為具體地，電路中各SMD LED以全串聯(lián)形式接入電路中，所以透明導電材料I選擇ITO薄膜的方塊電阻的大小會影響到通過SMD LED的電流，從而影響發(fā)光亮度，以及電能的損失。圖3顯示的是ITO導電薄膜實現(xiàn)固定字符透明顯示屏，單顆SMD LED的電流電壓關系圖。其中，SMD LED在正常工作電壓(20mA)下的電壓為3. 2v，這個關系到整個電路在220v電壓下串聯(lián)LED的個數(shù)，關系到外部驅動電路的設計。因而，本發(fā)明較佳實施例選擇表面電阻為10Ω/□的ITO薄膜。采用酒精將ITO薄膜表面清洗干凈。打開激光刻蝕機，調節(jié)激光功率為7. 7W，將ITO薄膜面朝上，放在激光刻蝕區(qū)。調節(jié)ITO薄膜與激光頭之間的距離，使激光能夠聚焦在ITO薄膜上。將設計好的字型導入，開啟刻蝕開始刻蝕ITO薄膜。數(shù)分鐘后，ITO薄膜就按設計要求形成獨立有規(guī)則的導通區(qū)域。通過不同的刻蝕圖形設計，可以形成不同的回路，可做成不同的顯示字形。完成基底材料電路設計后，用固晶膠將SMD LED (0805型，紅色、綠色)分別貼裝在粘結在透明基底3上的ITO薄膜上，經高溫干燥(< 150度)，待乳白色固晶膠固化后轉為透明。通過點膠工藝，使用銀膠使SMD LED的正負極分別與ITO薄膜(即透明導電材料I)的導通。更為具體地，在透明基底3 (若透明基底3采用柔性透明材料，則將得到透明柔性顯示屏)的下方分別引出透明顯示屏的正負極電極引出端，裁減大小合適的銅箔固定于兩電極端，將相應的電線焊接在電極上，得到透明顯示屏。 圖4顯示的是可選址透明顯示屏的設置情況。其中，標識41表示顯示單元4的SMD LED，標識42表示顯示單元4的O歐電阻。本發(fā)明較佳實施例可選址透明顯示屏，對比透明非動態(tài)顯示，需要設計一種能夠適合動態(tài)顯示選址驅動電路的刻蝕方案。采用軟件設計出相應的刻蝕區(qū)域，設計的為16X 16選址驅動方式，如圖4所示，橫向為X方向，依次為X1、X2、……、X16 ;縱向為Y方向，依次為Y1、Y2、……、Υ16。其中Y方向由16條全部導通細長區(qū)域組成，而X方向由于透明導電薄膜的導電性，故X方向上設計為中間斷開的形式，并通過O歐電阻(或透明導線等跨線)使X方向上跨接于Y的導通帶，達到X方向的導通。當正負電壓分別接在Χ1、Υ1處，則跨接在Χ1、Υ1的SMD LED將產生電壓差，SMD LED就處于工作狀態(tài)。同理可知，通過控制輸入電壓所對應的電極坐標(橫坐標X和縱坐標Y)時，可以達到點亮不同位置LED的效果，達到了控制發(fā)光單元的目的。更為具體地，本發(fā)明較佳實施例利用自制納米銀線實現(xiàn)柔性透明動態(tài)漢字顯示。其中，本發(fā)明較佳實施例采用濕法制備納米銀線，將制得的納米銀線多次酒精清洗、過濾，稀釋后作為透明導電材料I。清洗PET薄膜作為透明基底3，然后將5%的PVA作為粘結材料2利用離心(1500r/min)的方法，均勻涂于PET材料表面。在80攝氏度高溫下，將納米銀線均勻涂于有PVA的PET表面。采用設計動態(tài)顯示選址驅動電路和刻蝕方案，利用激光刻蝕機，對透明導電材料I進行刻蝕，并用固晶膠將SMD LED(0805型，白色)貼裝在納米銀線上，經高溫干燥(< 150度)，待乳白色固晶膠固化后轉為透明。通過點膠工藝，使用銀膠使SMD LED的正負極分別與納米銀線導通，再次用固晶膠，將O歐電阻(0805型)，粘在X方向上設計斷開的部位，然后烘干。更為具體地，在透明顯示屏的上方和右方分別引出16個電極引出端，裁減大小合適的銅箔固定于透明導電材料I上，將相應的電線焊接在電極上。上方為LED正極，通過三極管接在單片機的正極上，右方為LED的負極，直接接在單片機的負極上。但是本發(fā)明并不僅限于此，本領域技術人員可以根據(jù)實際設計和使用需要利用自制納米銀線和ITO導電薄膜實現(xiàn)柔性透明動態(tài)漢字顯示。本發(fā)明較佳實施例中采用濕法制備納米銀線，將制得的納米銀線多次酒精清洗、過濾，稀釋后作為透明導電材料I。設計動態(tài)顯示選址驅動電路和刻蝕方案，利用激光刻蝕機，對ITO薄膜的透明基底3進行刻蝕。利用絲網印刷工藝，在跨線處涂上透明絕緣材料，形成絕緣層。然后在其上再次采用絲網印刷エ藝，涂上納米銀線(納米銀線與透明絲網印刷漿料配比約為1% _5% )，使納米銀線的兩端導通。用固晶膠將SMD LED (0805型，白色)貼裝在透明基底3上，經高溫干燥(く 150度)，待乳白色固 晶膠固化后轉為透明。通過點膠エ藝，使用銀膠使SMD LED的正負極分別與納米銀線導通。在透明顯示屏的上方和右方分別引出16個電極引出端，裁減大小合適的銅箔固定于電極端上，將相應的電線焊接在電極上。上方為SMD LED正極，通過三極管接在單片機的正極上，右方為SMDLED的負極，直接接在單片機的負極上。圖5顯示的是采用單片機控制，利用柔性透明動態(tài)漢字顯示屏顯示的漢字“納”。本發(fā)明的保護內容不局限于以上實施例。在不背離發(fā)明構思的精神和范圍下，本領域技術人員能夠向到的變化和優(yōu)點都被包括在本發(fā)明中，并且以所附的權利要求書為保護范圍。
權利要求
1.ー種透明顯示屏，其特征在于，包括 透明導電材料(I)，其用于導通所述透明顯示屏中的部件； 透明基底(3)，其與所述透明導電材料(I)連接，作為所述透明顯示屏的基底材料； 顯示單元(4)，其與所述透明導電材料(I)連接，用于顯示所述透明顯示屏的內容。
2.如權利要求I所述的透明顯示屏，其特征在干，進ー步包括粘結材料(2)，其用于連接所述透明導電材料(I)與透明基底(3)。
3.如權利要求I所述的透明顯示屏，其特征在于，所述透明導電材料(I)包括納米銀線薄膜、碳納米管薄膜、納米銦錫金屬氧化物薄膜、氟摻雜錫氧化物薄膜；所述透明導電材料的直徑為Inm-IOOnm,長度為8-15 iim。
4.如權利要求I所述的透明顯示屏，其特征在于，所述透明基底(3)包括玻璃、有機玻璃、聚對苯ニ甲酸こニ醇酷。
5.如權利要求I所述的透明顯示屏，其特征在于，所述顯示単元(4)包括表面貼裝發(fā)光ニ極管、跨線。
6.如權利要求2所述的透明顯示屏，其特征在于，所述粘結材料(2)包括聚こ烯醇。
7.—種透明顯示屏的制作方法，其特征在于，包括 步驟ー將所述粘結材料(2)均勻涂抹于所述透明基底(3)的表面； 步驟ニ 將所述透明導電材料(I)置于所述粘結材料(2)上，通過高溫烘干使所述透明導電材料⑴固定在所述透明基底⑶上； 步驟三對所述透明導電材料(I)上進行刻蝕，在所述透明導電材料(I)上形成導通區(qū)域與隔斷區(qū)域； 步驟四通過點膠エ藝并高溫烘干，將所述顯示單元(4)粘結在所述透明導電材料(I)上； 步驟五通過點膠エ藝，將所述顯示単元(4)的電極與所述透明導電材料(I)的導通區(qū)域粘結并導通。
8.如權利要求7所述的透明顯示屏的制作方法，其特征在干，進ー步包括 步驟六所述透明導電材料⑴通過導電片與電線連接，引出所述透明顯示屏的電極。
9.如權利要求7所述的透明顯示屏的制作方法，其特征在于，所述步驟一中，采用離心或涂掛或旋涂或提拉絲的方式將所述粘結材料(2)均勻涂抹于所述透明基底(3)的表面。
10.如權利要求7所述的透明顯示屏的制作方法，其特征在于，所述高溫烘干的溫度為70-150°C。
11.如權利要求7所述的透明顯示屏的制作方法，其特征在于，所述步驟三中，所述刻蝕的方式包括激光刻蝕或雕刻機刻蝕。
12.如權利要求7所述的透明顯示屏的制作方法，其特征在干，所述步驟四中，采用固晶膠將所述顯示単元(4)粘結在所述透明導電材料(I)上。
13.如權利要求7所述的透明顯示屏的制作方法，其特征在于，所述步驟五中，采用銀膠將所述顯示単元(4)的電極與所述透明導電材料(I)的導通區(qū)域粘結并導通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種透明顯示屏，包括透明導電材料，其用于導通透明顯示屏中的部件；透明基底，其與透明導電材料連接，作為透明顯示屏的基底材料；顯示單元，其與透明導電材料連接，用于顯示透明顯示屏的內容。本發(fā)明用低成本透明導電薄膜，利用刻蝕技術將導電薄膜分成若干區(qū)域，采用表面貼裝發(fā)光二極管通過透明固晶膠固定在透明導電基底上，形成發(fā)光二級管矩陣，通過外界的電路驅動實現(xiàn)透明顯示。本發(fā)明還公開了一種透明顯示屏的制作方法。
文檔編號G09F9/33GK102855827SQ201210365020
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權日2012年9月26日
發(fā)明者熊智淳, 張哲娟, 孫卓 申請人:華東師范大學