[发明专利]一种大拉伸量下无图像失真的柔性LED点阵屏

说明书

本发明提供一种大拉伸量下无图像失真的柔性LED点阵屏，属于LED点阵屏、柔性电子领域。柔性LED点阵屏包括周期性排布的N×M个方形元胞、2N‑1只共阳极VCC引脚、2M‑1只共阴极引脚。LED点阵屏通过引脚与外接的驱动及控制模块相连接，实现对其动态图像显示的控制。本发明LED点阵屏在拉伸量不超过点阵屏整体尺寸50％的单向拉伸载荷作用下，始终能够在5‑50％拉伸量下获得泊松比值为‑1的变形来维持图像的几何相似性，实现在大拉伸下无失真的动态图像显示；设计过程充分考虑柔性基底的面外屈曲变形，使得可拉伸柔性LED点阵屏能够合理地利用这些面外屈曲变形显著减小面内应力，从而获得在大拉伸量下的变形恢复特性，提升可拉伸柔性LED点阵屏的使用寿命。

技术领域

本发明属于LED点阵屏、柔性电子领域，涉及一种大拉伸量下无图像失真的柔性LED点阵屏。

背景技术

可拉伸柔性LED点阵屏主要由轻薄的柔性材料线路板基底和周期性的LED阵列组成，不仅能够通过控制LED的亮灭来显示文字、图像、视频等各种信息，还具有轻薄、可卷曲、可弯折、可拉伸等特性，被广泛应用于可穿戴电子产品、信息显示等领域。

泊松比是指材料在轴向拉伸或轴向压缩时，材料内部横向变形平均值与纵向伸长量比值的负值。绝大部分自然界存在的材料的泊松比为0～0.5，即其在沿载荷方向产生伸长(或缩短)变形的同时，在垂直于载荷的方向会产生缩短(或膨胀)的变形。

在拉伸过程中，传统柔性LED点阵屏性能主要柔性线路板基底的变形限制，难以维系高拉伸量下的保真显像。传统可拉伸柔性LED点阵屏的柔性基底为无周期性剪口分布的均匀板材。一方面，LED点阵屏主要依靠均匀的基底材料的变形来获取拉伸性能，能产生的拉伸量较小。另一方面，受到线路板基底结构的泊松比效应的影响，LED点阵屏会沿加载方向出现伸长变形，在沿垂直于加载方向出现收缩变形。这种变形差异使得加载方向和垂直加载方向上的像素(LED)间距不再相同，无法维持图像的几何相似性，导致图像失真，严重影响用户体验。

因此，提供一种可拉伸柔性LED点阵屏，通过设计柔性基底上的周期性剪口分布，能够在大拉伸量下维持泊松比值为-1的变形，保证在变形过程中加载方向和垂直加载方向上的像素间距始终相同来维持呈现图像的几何相似性，从而实现在大拉伸下无失真的图像显示，是柔性电子领域亟待解决的技术问题，对可拉伸柔性LED点阵屏的推广应用具有重要意义。

发明内容

针对上述技术不足，本发明提供了一种可拉伸柔性LED点阵屏。通过对柔性基底预设周期性的剪口，并设计与基底相适应的电路，该LED点阵屏能够在受到拉伸载荷产生大拉伸量的情况下，实现无失真的图像显示，同时兼具制备工艺简单成熟、应用场景适应性强的优点。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种大拉伸量下无图像失真的可拉伸柔性LED点阵屏，所述可拉伸的柔性LED点阵屏1包括周期性排布的N×M个方形元胞2、2N-1只共阳极VCC引脚3、2M-1只共阴极引脚4，N和M均为大于0的正整数。所述LED点阵屏1通过这些引脚与外接的驱动及控制模块相连接，实现对其动态图像显示的控制。所述可拉伸柔性LED点阵屏在拉伸量不超过点阵屏整体尺寸50％的单向拉伸载荷作用下，始终能够在5-50％拉伸量下获得泊松比值为-1的变形来维持图像的几何相似性，实现在大拉伸下无失真的动态图像显示。

所述的一个方形元胞2由多个单色LED 5、单层方形柔性基底6、和分布于柔性基底6正反面的阳极电路7和阴极电路9构成。多个LED 5分别位于方形元胞2正面的中心位置和该方形元胞与其他方形元胞共用的顶点22位置。即所述LED点阵屏1上有N×M个单色LED 5位于方形元胞2的中心位置，有(N-1)×(M-1)个单色LED 5位于元胞2之间共用的顶点位置，共2N×M-N-M+1个单色LED 5，每一个单色LED作为单个的单色像素点。