一种具有交互功能的COB显示模组及制备方法、显示屏与流程

本申请涉及led显示屏技术领域，特别是涉及一种具有交互功能的cob显示模组及制备方法、显示屏。

背景技术：

随着led显示技术的不断发展，led显示屏在越来越多的场景中得到了应用。人们对显示画面的色彩、分辨率、细粒度要求越来越高，led显示屏日益朝着小点间距、更加自然的色彩还原效果等高分辨率的方向发展。

为了实现更加小的点间距，led显示行业，在最初的时期，主要是通过减小表面贴装led尺寸的方式来实现的，逐步实现了3mm的点间距。为了实现小于1mm的点间距，行业内产生了cob(chiponboard，即板上芯片)技术，将led芯片直接封装在pcb板上，以形成一个cob模组，然后利用cob模组拼接形成led显示屏。

同时，随着led显示屏在室内场景下的使用逐渐增多，人们对于led显示屏的交互操作的需求，也变得越来越高。其中，最为突出的就是触控操作。目前，led显示屏上的触控技术，主要是基于红外或者超声波技术，需要在led显示屏的四周边框上安装红外设备或者超声波设备。由此导致，现有带有触摸功能的led显示屏，具有较大的边框结构；采用单独的红外设备或者超声波设备，安装复杂，成本较高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有led显示屏的触控方案，存在设备尺寸较大、安装复杂的问题，提供一种具有交互功能的cob显示模组及制备方法、显示屏。

本申请一实施例公开了一种具有交互功能的cob显示模组，包括电路板、led灯珠、光敏器件、遮光围挡、封装层、光学透镜及至少一个显示驱动芯片；

所述电路板具有相对的第一端面和第二端面；所述第一端面上阵列设置所述led灯珠，所述第二端面上布设所述显示驱动芯片；所述显示驱动芯片，通过所述电路板中的线路，与所述led灯珠电连接，并控制所述led灯珠的工作；

所述光敏器件阵列设置在所述电路板的第一端面上，所有光敏器件连接形成光电转换阵列；

每个led灯珠及光敏器件上对应设置有所述光学透镜；

所述遮光围挡设置在所述led灯珠与光敏器件之间，用于阻隔所述led灯珠发出的光线进入到所述光敏器件中；

所述第一封装层覆盖所述光学透镜以及遮光围挡设置；

所述光敏器件，感应外部光线的强度，产生感应信号；当有交互操作时，交互操作位置的光敏器件产生的感应信号发生超过预设范围的变化；通过收集并分析光电转换阵列中光敏器件的感应信号的变化以及所在位置，识别出交互操作在cob显示模组的位置。

在一些实施例中，所述遮光围挡的高度大于所述led灯珠的高度。

在一些实施例中，在光所述学透镜与所述led灯珠、光敏器件之间，填充有光学胶体，所述光学胶体的反射系数与所述光学透镜的反射系数的差异在预设差异范围内。

在一些实施例中，还包括触控扫描驱动模块、感应信号收集模块；每个光敏器件具有第一端和第二端，光电转换阵列中，位于同一行的光敏器件的第一端，通过所述电路板中的线路，与所述感应信号收集模块连接；位于同一列的光敏器件的第二端，通过所述电路板中的线路，与所述触控扫描驱动模块连接；所述触控扫描驱动模块提供触控扫描信号；所述光敏器件，接收触控扫描信号，感应外部光线，产生感应信号，输出给所述感应信号收集模块；所述感应信号收集模块接收光电转换阵列输出的所有感应信号。

在一些实施例中，还包括信号放大器以及信号处理器；其中，所述信号放大器，用于对所述感应信号收集模块接收到的感应信号进行放大；所述信号处理器，对放大后的感应信号进行分析，以识别出交互操作。

在一些实施例中，所述遮光围挡之间相互独立设置，每个遮光围挡环绕一个led灯珠或者光敏器件设置。

在一些实施例中，所述遮光围挡为纵横交叉的条状，形成多个阵列排布的隔光区域，一个所述隔光区域内设置一个led灯珠或者光敏器件。

在一些实施例中，在所述电路板的第二端面上，还设置有第二封装层，所述第二封装层覆盖显示驱动芯片设置。

本申请另一实施例公开了一种显示屏，包括若干cob显示模组，多个cob显示模组拼接形成led显示屏；所述cob显示模组为前述任一项实施例所述的具有交互功能的cob显示模组。

本申请另实施例还提供了一种具有交互功能的cob显示模组的制备方法，包括：

制备电路板；

在电路板的第一端面，安装led灯珠以及光敏器件；

在led灯珠以及光敏器件上安装光学透镜；

根据预设遮光围挡的图样，在led灯珠与光敏器件之间生成遮光围挡；

在电路板的第一端面上生成第一封装层，封装层覆盖led灯珠、光敏器件；

在电路板的第二端面上固定驱动控制芯片，并让驱动控制芯片与电路板电连接。

本申请实施例提供的具有交互功能的cob显示模组，在电路板上阵列设置led灯珠以及光敏器件，光敏器件连接形成光电转换阵列，通过识别光敏器件对外部入射光线产生的感应信号的变化情况以及所在位置，来识别出交互操作的位置，进而实现用户与cob显示模组之间的交互操作；led灯珠及光敏器件上分别对应设置光学透镜，并在二者之间间隔设置隔光围挡，可以方便外部光线进入到光敏器件，led灯珠的发光射出第一封装层，并能放置led灯珠的发光对光敏器件的干扰。相对于现有在显示屏上安装附加触控设备的方案，本申请实施例提供的cob显示模组，通过在电路板上阵列设置光敏器件来实现交互操作，不需要设计宽大的边框，整体尺寸比较小，也不需要设计额外的安装结构，结构简单，容易安装。

附图说明

图1为本申请一实施例的cob显示模组在正面视角下的结构示意图；

图2为本申请一实施例的cob显示模组的剖面结构示意图；；

图3为本申请另一实施例的cob显示模组的剖面结构示意图；

图4为本申请一实施例中光电转换阵列的电路结构示意图；

图5为本申请一实施例中遮光围挡图样的示意图；

图6为本申请另一实施例中遮光围挡图样的示意图；

图7为本申请又一实施例中遮光围挡图样的示意图；

图8为本申请再一实施例中遮光围挡图样的示意图；

图9为本申请一实施例的显示屏的结构示意图；

图10为本申请一实施例的cob显示模组制备方法的流程示意图；

图11为本申请一实施例的cob显示模组制备方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、2及4所示，本申请一实施例公开了一种具有交互功能的cob显示模组10，包括电路板100、led灯珠200、光敏器件300、遮光围挡400、封装层500、光学透镜600及至少一个显示驱动芯片800；

电路板100具有相对的第一端面100a和第二端面100b；第一端面100a上阵列设置led灯珠200，第二端面100b上布设显示驱动芯片800；显示驱动芯片800，通过电路板100中的线路，与led灯珠200电连接，并控制led灯珠200的工作；

光敏器件300阵列设置在电路板100的第一端面100a上，所有光敏器件300连接形成光电转换阵列；

每个led灯珠200及光敏器件300上对应设置有光学透镜600；

遮光围挡400设置在led灯珠200与光敏器件300之间，用于阻隔led灯珠200发出的光线进入到光敏器件300中；

第一封装层300覆盖光学透镜600以及遮光围挡400设置；

光敏器件300，感应外部光线的强度，产生感应信号；当有交互操作时，交互操作位置的光敏器件300产生的感应信号发生超过预设范围的变化；通过收集并分析光电转换阵列中光敏器件300的感应信号的变化以及所在位置，即可识别出交互操作在cob显示模组的位置。

第一封装层300，采用透明的封装材质，在对光学透镜600、光敏器件300以及遮光围挡400提供防护的同时，还允许光线的进入和射出。示例的，第一封装层300，可以采用硅胶、硅树脂、环氧树脂、胶饼等常见的led封装胶。

led灯珠200阵列设置与电路板100的第一端面100a上，以形成显示面。led灯珠200，既可以是单色led灯珠，也可以是复合灯珠。示例的，当led灯珠200采用单色led灯珠时，cob显示模组10，可以设置有多种颜色的led灯珠200，以形成全彩显示。示例的，如图3所示，led灯珠200为复合灯珠，可以包括有红色led芯片r、绿色led芯片b和蓝色led芯片g。可以理解的是，复合灯珠内，也可以采用其他颜色的led芯片的组合，还可以进一步包括白色led芯片、黄色led芯片或者青色led芯片中的一种或多种。

led灯珠200及光敏器件300上均设置有光学透镜600。光学透镜600，可以对led灯珠200的发光进行分配，使得在外面观看到的发光效果更加均匀；还可以帮助外部光线入射进来，进入到光敏器件300中。光学透镜600，可以采用常见的玻璃透镜、塑料透镜(比如亚克力透镜、pc透镜等)、硅胶透镜等中的一种。

在led灯珠200与光敏器件300之间设置有遮光围挡400，遮光围挡400，选用不透光的材质即可。为了保障遮光效果，遮光围挡400的高度需要大于led灯珠200的高度。

光敏器件300，可以使用常见的光电转换器件，比如mos电容、雪崩光电二极管、光敏电阻、三极光电管等。不同类型的光敏器件，产生的感应信号具有不同的表现形式——电荷、电流、电压等电信号中的一种。示例的，当光敏器件300采用mos电容时，感应信号为电荷。若采用雪崩光电二极管、光敏电阻、三极光电管，则感应信号为电流。对于光敏电阻而言，输入的光线影响光敏电阻的电阻值，通过对光敏电阻两端施加预设值的电压，即可将电阻值的变化转换为电流形式的感应信号。

如图4所示，光敏器件300阵列排布在电路板100的第一端面100a上，形成光电转换阵列。光电转换阵列中的光敏器件300，完整覆盖了电路板100的第一端面100a。当cob显示模组10正常显示工作时，光敏器件300正常接收到外部入射的光线，从而产生一定大小的感应信号。当有交互操作时，比如在(i+1行，j+2列)的位置，用户用手指或者触摸笔进行触摸操作，(i+1行，j+2列)位置的光线，因为被遮挡，进入到光敏器件300内部的光线量减少，相应的，感应电信号的数值也会发生变化——感应信号会变小。可以事先设置一个感应信号变化的预设范围，当感应信号的减小值，超过预设范围时，就可以判断认为该感应信号对应的光敏器件300的位置，存在交互操作。

可以理解的是，交互操作，还可以使用激光笔等可以产生强光的交互设备。与上一个方案不同之处在于，此时，由于受到强光的照射，入射到光敏器件300内部的光线增加了，感应信号的数值增大了，而不是之前所述的减小。感应信号变化的预设范围，可以设置一个上限值，当感应信号的增加值，超过预设范围时，就判断对应位置存在交互操作。

本申请实施例提供的具有交互功能的cob显示模组，在电路板上阵列设置led灯珠以及光敏器件，光敏器件连接形成光电转换阵列，通过识别光敏器件对外部入射光线产生的感应信号的变化情况以及所在位置，来识别出交互操作的位置，进而实现用户与cob显示模组之间的交互操作；led灯珠及光敏器件上分别对应设置光学透镜，并在二者之间间隔设置隔光围挡，可以方便外部光线进入到光敏器件，led灯珠的发光射出第一封装层，并能放置led灯珠的发光对光敏器件的干扰。相对于现有在显示屏上安装附加触控设备的方案，本申请实施例提供的cob显示模组，通过在电路板上阵列设置光敏器件来实现交互操作，不需要设计宽大的边框，整体尺寸比较小，也不需要设计额外的安装结构，结构简单，容易安装。

在一些实施例中，cob显示模组10，还可以包括触控扫描驱动模块710、感应信号收集模块720；每个光敏器件300具有第一端和第二端，光电转换阵列中，位于同一行的光敏器件300的第一端，通过电路板100中的线路，与感应信号收集模块720连接；位于同一列的光敏器件300的第二端，通过电路板100中的线路，与触控扫描驱动模块710连接；触控扫描驱动模块710提供触控扫描信号；光敏器件300，接收触控扫描信号，感应外部光线，产生感应信号，输出给感应信号收集模块720，感应信号收集模块720接收光电转换阵列输出的所有感应信号。

触控扫描驱动模块710可以设置有多个扫描通道，每个扫描通道对应连接一列光敏器件300的第二端。触控扫描驱动模块710通过每个扫描通道，输出触控扫描信号，同一个时刻下，仅有一个扫描通道被接通——即仅有一列光敏器件300的第二端接通驱动电压。光敏器件300，会根据接收到的外部光线，感应产生相应的感应信号。

感应信号收集模块720可以设置有多个信号接收通道，分别连接每一行的光敏器件300的第一端。结合接收到的感应信号的信号接收通道位置以及触控扫描信号，即可确定出感应信号在光电转换阵列中的位置。通过对感应信号进行分析，即可识别出外部输入光线产生变化的位置——即交互操作所在位置，进而可以结合显示画面中在该位置的显示内容，执行交互操作。

进一步的，如图4所示，cob显示模组10，还可以包括信号放大器730以及信号处理器740；其中，信号放大器730，用于对感应信号收集模块720接收到的感应信号进行放大；信号处理器740，对放大后的感应信号进行分析，以识别出交互操作。

在一些实施例中，在光学透镜600与led灯珠200、光敏器件300之间，还可以填充光学胶体，光学胶体的反射系数与光学透镜600的反射系数的差异在预设差异范围内。光学胶体可以选用透光的材质。反射系数的预设差异范围可以事先设置，其目的在于保障光学胶体的反射系数与光学透镜600的反射系数比较接近。

优选的，光学胶体的反射系数与光学透镜600的反射系数相同。通过填充光学胶体，可以减少光线在光学透镜600界面上的反射损失，增加光线的投射率。

在一些实施例中，在对应光敏器件300设置的光学透镜600上，还可以设置有增透膜层。增透膜层可以选用常见的增透膜，比如二氧化锆、二氧化钛、多孔二氧化硅、氮化硅等。通过设置增透膜层，可以减少光学透镜600表面的反射光，增加进入光敏器件300的光线。

在一些实施例中，如图1所示，在电路板100的第二端面100b上，还可以设置有第二封装层900，覆盖显示驱动芯片800、触控扫描驱动模块710、感应信号收集模块720，以对显示驱动芯片800、触控扫描驱动模块710、感应信号收集模块720提供防护。第二封装层900可以选用具有一定导热率的材质，在提供防护的同时，还可以帮助显示驱动芯片800、触控扫描驱动模块710、感应信号收集模块720散热。

如图1所示，光敏器件300，可以与led灯珠200一一对应设置。如图7所示，也可以是多个光敏器件300与一个led灯珠200对应设置。

如图1所示，遮光围挡400，可以仅环绕光敏器件300设置。如图7所示，遮光围挡400，也可以仅环绕led灯珠200设置。此时，遮光围挡400之间，可以是相互独立的。遮光围挡400可以呈圆形、方形及其他任意形状。

在一些实施例中，如图5所示，遮光围挡400可以呈直线条状，布设在一行led灯珠200与一行光敏器件300之间。如此，可以方便制备遮光围挡400。

进一步的，如图6及图8所示，遮光围挡400可以为纵横交叉设置的直线条状，从而形成多个阵列排布的隔光区域，一个隔光区域内设置一个led灯珠200或者光敏器件300。

进一步的，当cob显示模组10中的led灯珠200的间距比较小时，为了减少光敏器件300的使用量，降低成本，如图8所示，仅有部分隔光区域内设置有led灯珠200或者光敏器件300。示例的，如图8所示，在光敏器件300之间的部分隔光区域，可以部分空置，不设置led灯珠或者光敏器件。

本申请另一实施例还公开了一种显示屏，如图9所示，包括若干cob显示模组10，多个cob显示模组10拼接形成显示屏；所述cob显示模组10为前述任一项实施例所述的可交互的cob显示模组。

因为采用了前面实施例中的cob显示模组，因此，拼接形成的显示屏也具有交互功能，并且不需要设计宽大的边框，整体尺寸比较小，也不需要设计额外的安装结构，结构简单，容易安装。

在一些实施例中，显示屏还可以包括交互控制单元，用于获取所有cob显示模组上的光电转换阵列输出的感应电荷，进行分析，以识别出交互操作位置。此时，在cob显示模组10上，可以不设置交互控制单元。

在一些实施例中，显示屏还包括支撑框架20，cob显示模组10安装在支撑框架20上，支撑框架20给cob显示模组10提供结构支撑，以增强显示屏的结构强度，保障cob显示模组10的拼接效果，保障显示质量。

显示屏，还可以包括电源单元，用于接收输入的外部电源，转换为cob显示模组10所需的工作电压。示例的，外部电源可以是交流电，比如220v的交流电、110v交流电、100v交流电、48v交流电等；也可以是直流电，比如12v直流电、5v直流电等。

显示屏，还可以包括若干接收卡，每个接收卡对应至少一个cob显示模组设置；接收卡，用于接收外部输入的视频数据，截取连接的cob显示模组对应区域的画面数据，输出给对应的cob显示模组进行显示。

本申请另一实施例还公开了一种可交互的cob显示模组的制备方法，如图10及11所示，包括：

s100，制备电路板；

s200，在电路板的第一端面，安装led灯珠以及光敏器件；

电路板100内部设置有连接线路。如图4所示，电路板100设置有相对的第一端面100a和第二端面100b，在第一端面100a上可以设置有金属焊盘。led灯珠200以及光敏器件300，可以通过焊接的方式，固定在金属焊盘上，以实现与电路板100的固定以及电连接。

在一些实施例中，电路板100的第一端面100a上还可以设置有固晶区，用于固定led灯珠200。此时，led灯珠200，可以通过键线的方式，与电路板100电连接。

可以理解的是，当采用倒装led灯珠时，led灯珠200固定在固晶区时，也可以实现led灯珠200与电路板100之间的电连接。

s300，在led灯珠以及光敏器件上安装光学透镜；

光学透镜600，可以采用常见的玻璃透镜、塑料透镜(比如亚克力透镜、pc透镜等)、硅胶透镜等中的一种。根据选用的光学透镜的种类，可以采用不同的安装工艺。

示例的，当选用硅胶透镜时，可以采用回流焊的方式进行光学透镜的安装。当选用亚克力透镜、pc透镜等塑料透镜时，可以采用注塑工艺，完成光学透镜的安装。

s400，根据预设遮光围挡的图样，在led灯珠与光敏器件之间生成遮光围挡；

如图1及图5-8所示，遮光围挡可以呈现多种图样效果。可以预设先设置遮光围挡的图样，结合模具，采用注塑工艺，在led灯珠与光敏器件之间生成对应图样的遮光围挡400。为了保障遮光效果，遮光围挡400的高度需要大于led灯珠200的高度。

s500，在电路板的第一端面上生成第一封装层，封装层覆盖led灯珠、光敏器件；

第一封装层500，采用透明的封装材质，在对led灯珠200、光敏器件300提供防护的同时，还允许光线的入射和发射。第一封装层500，可以采用涂覆工艺或者注塑工艺进行生成。

s600，在电路板的第二端面上固定驱动控制芯片，并让驱动控制芯片与电路板电连接；

在电路板100的第二端面100b上，可以设置有若干焊盘，可以通过焊接的方式，将驱动控制芯片固定在第二端面100b上，并实现驱动控制芯片与电路板100之间的电连接。

驱动控制芯片，至少包括有显示驱动芯片800。显示驱动芯片800，通过电路板100中的线路，与led灯珠200电连接，并控制led灯珠200的工作状态。

在一些实施例中，驱动控制芯片，还可以包括触控扫描驱动模块710、感应信号收集模块720、信号放大器730以及信号处理器740。它们的具体工作方式，可以参见前面实施例中的描述，在此不再赘述。

在一些实施例中，所述cob显示模组的制备方法，还包括：

s700，在电路板的第二端面上生成第二封装层。

第二封装层900，覆盖显示驱动芯片800、触控扫描驱动模块710、感应信号收集模块720，以对显示驱动芯片800、触控扫描驱动模块710、感应信号收集模块720提供防护。第二封装层900，可以采用涂覆工艺或者注塑工艺进行生成。

第二封装层900可以选用具有一定导热率的材质，在提供防护的同时，还可以帮助显示驱动芯片800、触控扫描驱动模块710、感应信号收集模块720散热。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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