一種顯示屏用的led器件及顯示模組的製作方法
2023-05-18 19:59:36 2
專利名稱：一種顯示屏用的led器件及顯示模組的製作方法
技術領域：
本發明屬於發光器件的製造領域，涉及一種顯示屏用的LED器件及由該LED器件組成的顯示模組。
背景技術：
發光二極體(LED)光源具有高效率、長壽命、不含Hg等有害物質的優點。隨著LED技術的迅猛發展，LED的亮度、壽命等性能都得到了極大的提升，使得LED的應用領域越來越廣泛，從路燈等室外照明到裝飾燈等室內照明，均紛紛使用或更換成LED作為光源。另外，LED顯示屏(LED Panel)也深受人們的青睞，在近年來得到了快速的發展，其廣泛應用於大型廣場、金融市場、機場、銀行、醫院和商場等場合。這是由於LED顯示屏具有
許多獨特的優點，如亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐衝壓和性能穩定等。根據應用場所，LED顯示屏分為戶外顯示屏、戶內顯示屏和半戶外顯示屏。其中，戶內顯示屏面積一般從不到I平米到幾十平米，點密度較高，在非陽光直射或燈光照明環境使用，觀看距離在幾米以外。若按顯示色彩劃分，可分為單色、雙基色和三基色(全彩)。應用在戶內顯示屏最多的是三基色LED器件。目前，人們採用體積極小的三基色LED，例如規格為1010 (I. OmmX I. Omm)的LED,能做出點間距達到P2. O (相鄰三基色LED的中心間距為
2.Omm)以下的戶內顯示屏，使得戶內顯示屏的解析度大大地提高了。請參閱圖1，其是現有技術的三基色LED器件的布線示意圖。該三基色LED器件包括有紅、綠、藍三個LED晶片，該三個晶片的一端分別各自連接一電極端，另一端共同連接一電極端，因此，需要四個電極端以驅動其發光。而LED顯示屏需將多個LED器件陣列排列焊接在一起時，為了方便LED器件的排布，該LED器件的四個電極位於同一側邊。但隨著戶內顯示屏的解析度的提高，LED器件體積變小，當多個LED器件陣列排列時，多個引腳增加了 LED器件焊接的難度，多個LED器件焊接在一起時容易發生短路的現象。因此，有必要尋找一種新型顯示屏用的LED器件及其顯示模組，能夠在不降低戶內顯示屏解析度的前提下可克服小尺寸LED器件帶來的焊接問題。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中的缺點與不足，提供一種解析度較高且能夠降低焊接難度的小尺寸LED器件。本發明是通過以下技術方案實現的一種顯示屏用的LED器件，包括第一發光單元、第二發光單元、第三發光單元和第四發光單元，以及兩組導電線路層，該第一發光單元和第二發光單兀構成第一發光區，該第三發光單兀和第四發光單兀構成第二發光區，每個發光單元分別包括紅光LED晶片、綠光LED晶片和藍光LED晶片，每組導電線路層包括4條相互絕緣的引線，每個發光區的兩個發光單元的紅光LED晶片、綠光LED晶片和藍光LED晶片分別反向並聯，並與其中一組導電線路層電連接。
其中，每組導電線路層的4條引線延伸至該LED器件的同一側邊，或分別延伸至該LED器件的至少兩個相異側邊或轉角以形成電極。進一步，該LED器件包括一印刷電路板，該導電線路層設置在該印刷電路板的上表面。該印刷電路板位於該導電線路層形成的電極處設置有通孔，該印刷電路板的下表面位於通孔處設置有端子，該端子通過通孔內的導電層與電極電連接。此外，本發明還提供了一種LED顯示模組，其由多個LED器件陣列排列組成。該LED器件包括第一發光單元、第二發光單元、第三發光單元和第四發光單元，以及兩組導電線路層，該第一發光單元和第二發光單元構成第一發光區，該第三發光單元和第四發光單元構成第二發光區，每個發光單元分別包括紅光LED晶片、綠光LED晶片和藍光LED晶片，每組導電線路層包括4條相互絕緣的引線，每個發光區的兩個發光單元的紅光LED晶片、綠光LED晶片和藍光LED晶片分別反向並聯，並與其中一組導電線路層電連接。
相對於現有技術，本發明的LED器件包括4個發光單元，通過兩個發光單元同色LED晶片的正負電極相反並接的方式，僅需8個電極即可驅動4個發光單元，減少了一半的電極數量，一方面能節約LED器件的製造與焊接安裝成本，另一方面能夠降低安裝工藝的難度，避免相鄰電極部因距離太近導致焊點相接，也為設計體積更小的顯示屏用LED器件創造了良好的條件。為了能更清晰的理解本發明，以下將結合
闡述本發明的具體實施方式
。
圖I是現有技術的三基色LED器件的布線示意圖。圖2是本發明實施例I的LED器件的布線示意圖。圖3是圖2所示的第一發光區的電路原理圖。圖4是圖2所示C-C方向的剖視圖。圖5是本發明實施例2的LED器件的布線示意圖。圖6是本發明實施例3的LED器件的布線示意圖。圖7是本發明LED顯示模組的結構示意圖。
具體實施例方式實施例I請參閱圖2，其是本發明實施例I的LED器件的布線示意圖。該LED器件10包括一印刷電路板11、設置在印刷電路板11上的導電線路層12，與導電線路層12電連接的第一發光單元13a、第二發光單元13b、第三發光單元13c和第四發光單元13d，以及覆蓋在該發光單元13上的封裝膠體。該LED器件10劃分成左右對稱的第一發光區A和第二發光區B，該第一發光區A的導電線路層12和第二發光區B的導電線路層12呈對稱設置。該第一發光單元13a、第二發光單元13b、第三發光單元13c和第四發光單元13d按照2X2陣列排布。其中，該第一發光單兀13a和第二發光單兀13b為一列並設置在第一發光區A,該第三發光單兀13c和第四發光單兀13d為一列並設置在第二發光區B。每個發光單兀13a、13b、13c和13d的結構相同，均分別包括至少一個紅光LED晶片Rl、R2、R3、R4、至少一個綠光LED晶片Gl、G2、G3、G4和至少一個藍光LED晶片BI、B2、B3、B4，該多個LED晶片呈線性等間距設置。具體的，該第一發光單元13a和第二發光單元13b的LED晶片呈線性設置，形成一列，該第三發光單元13c和第四發光單元13d的LED晶片呈線性設置，形成一列。由於該LED器件10的第一發光區A和第二發光區B為對稱結構，因此，僅以第一發光區A為例,詳細描述其結構。該第一發光區A的導電線路層12包括四條相互絕緣的引線，即第一引線121、第二引線122、第三引線123和第四引線124。該第一發光單元13a的紅光LED晶片R1、綠光LED晶片Gl和藍光LED晶片BI設置在該第一引線121上，且該綠光LED晶片Gl和藍光LED晶片BI通過粘結劑與該第一引線121絕緣設置，該紅光LED晶片Rl的負極通過銀漿與該第一引線121電連接。該第二發光單元13b的綠光LED晶片G2和藍光LED晶片B2通過粘結劑設置在該第二引線122上，且與該第二引線122絕緣設置。該第二發光單元13b的紅光LED晶片R2設置在該第三引線123上，且其負極通過銀漿與該第三引線123電連接。該第一發光單元13a的綠光LED晶片Gl的負電極和該第二發光單元13b的綠光LED晶片G2的正電極分別通過金屬導線與該第四引線124電連接；該第一發光單元13a的 綠光LED晶片Gl的正電極和該第二發光單元13b的綠光LED晶片G2的負電極分別通過金屬導線與該第三引線123電連接。該第一發光單元13a的藍光LED晶片BI的負電極和該第二發光單元13b的藍光LED晶片B2的正電極分別通過金屬導線與該第二引線122電連接；該第一發光單元13a的藍光LED晶片BI的正電極和該第二發光單元13b的藍光LED晶片B2的負電極分別通過金屬導線與該第三引線123電連接。該第一發光單元13a的紅光LED晶片Rl正電極通過金屬導線與該第三引線123電連接，該第二發光單元13b的紅光LED晶片R2的正電極通過金屬導線與該第一引線121電連接。請同時參閱圖3，其是圖2所示的第一發光區A的電路原理圖。該第一發光單元13a的綠光LED晶片G1、藍光LED晶片BI和紅光LED晶片Rl的正電極與第二發光單元13b的綠光LED晶片G2、藍光LED晶片B2和紅光LED晶片R2的負電極與第三引線123電連接，該第三引線123延伸至印刷電路板11的一側邊邊緣形成公共電極。該第一發光單兀13a的綠光LED晶片Gl的負電極和該第二發光單元13b的綠光LED晶片G2的正電極與第四引線電124連接，該第四引線124延伸至印刷電路板11的一側邊邊緣形成綠光電極。該第一發光單兀13a的藍光LED晶片BI的負電極和該第二發光單元13b的藍光LED晶片B2的正電極與第二引線122電連接，該第二引線122延伸至印刷電路板11的一側邊邊緣形成藍光電極。該第一發光單元13a的紅光LED晶片Rl的負電極和該第二發光單元13b的紅光LED晶片R2的正電極與第一引線121電連接，該第一引線121延伸至印刷電路板11的一側邊邊緣形成紅光電極。即通過第一發光單元13a和第二發光單元13b的同色LED晶片之間電極反向並接，當高頻脈衝驅動時，該第一發光單元13a和第二發光單元13b的LED晶片交錯發光，由於人眼視覺的延遲，人眼看到的是兩組發光單元同時發光。則，僅通過四個電極，就可驅動兩組發光單元的發光。在本實施例中，該紅光電極、綠光電極、藍光電極和公共電極依序設置在該印刷電路板11的一側邊邊緣。該第二發光區B的結構與該第一發光區A的結構沿印刷電路板11的中軸線呈鏡像對稱分布，在此不再贅述。因此，本實施例中，僅通過設置在印刷電路板11兩側的共八個電極，即可驅動四組發光單元的發光，縮小了 LED器件的尺寸，並降低了其焊接的難度。請參閱圖4，其是圖2所示C-C方向的剖視圖。在該印刷電路板11上位於紅光電極、藍光電極、綠光電極和公共電極處具有貫穿該印刷電路板11上下表面的通孔112，該通孔112內壁覆蓋導電層，在該印刷電路板11的下表面覆蓋通孔112處具有端子114，該印刷電路板11上各電極通過該通孔112內的導電層與端子114電連接，通過端子114與外接電源連接。在本實施例中，該印刷電路板11優選為黑色，以提高顯示屏的對比度。封裝膠體可以分別覆蓋每個發光單元13或者全部覆蓋由四個發光單元組成的LED器件部分。其中，優選為封裝膠體可以分別覆蓋每個發光單元13，以有效減少封裝膠體產生的應力作用，且封裝膠體優選為黑色透光材料。連接該LED晶片和導電線路層12的金屬導線優選為金線、合金線等。實施例2請參閱圖5，其是本發明實施例2的LED器件的布線示意圖。該實施例2的LED器件的布線結構與實施例I的大致相同，其區別僅在於該第一發光區A的第一引線121延伸至該印刷電路板11的上邊緣形成紅光電極，該第三引線123延伸至該印刷電路板11的下 邊緣形成公共電極，該第二引線122和第四引線124延伸至該印刷電路板的左邊緣形成藍光電極和綠光電極。該第二發光區B的結構與第一發光區A的結構沿印刷電路板11的中軸線呈鏡像對稱。該LED器件包括四個發光單元，僅由八個電極驅動，且該八個電極分散設置在該LED晶片的四周邊緣。本實施例中的八個電極分散在器件的四周邊緣進一步具有以下有益效果(1)為器件體積小型化設計創造了條件；這是由於顯示屏用LED器件體積越小，越能提高顯示屏的解析度，但不利於印刷線路板的電路布線設計，相鄰電極距離太密在焊接時容易出現短路現象；而在本實施例中八個電極分散設置在LED晶片的四周邊緣，增大了相鄰電極的間距，為器件小型號設計創造了有利條件；(2)便於廠商設計用於LED器件安裝的印刷線路板。實施例3請參閱圖6，其是本發明實施例2的LED器件的布線示意圖。該實施例2的LED器件的布線結構與實施例I的大致相同，其區別僅在於該第一發光區A的第一引線121延伸至該印刷電路板11的左上轉角形成紅光電極，該第三引線123延伸至該印刷電路板11的下邊緣形成公共電極，該第二引線122延伸至該印刷電路板11的左下轉角形成藍光電極，該第四引線124延伸至該印刷電路板的左邊緣形成綠光電極。該第二發光區B的結構與第一發光區A的沿印刷電路板11的中軸線呈鏡像結構對稱。該LED器件包括四個發光單元，僅由八個電極驅動，且該八個電極分散設置在該LED晶片的轉角位置及四周邊緣，進一步增加了各電極之間的距離，降低了焊接的難度。進一步，作為本發明的變形實施例，該第一引線、第二引線、第三引線和第四引線可延伸至LED器件的印刷電路板的任意一側邊邊緣形成電極，以保持各電極之間的較佳距離來降低焊接的難度。實施例4請參閱圖7,其是本發明LED顯示模組的結構示意圖。該LED顯示模組包括底板、面罩22和外殼(圖未示)。多個LED器件10陣列設置在該底板上。該面罩22設置在該LED器件上方並與該底板扣合，該面罩22上設置有對孔221，該LED器件10的發光單元外露於該對孔221之外。該LED顯示模組上的各LED器件10內的發光單元之間的間距相等，且相鄰兩個LED器件10相鄰的發光單元之間的間距亦相等。兩同色的LED晶片之間的間距D可達到2. Omm或以下。相對於現有技術，本發明的LED器件包括4個發光單元，通過兩個發光單元同色LED晶片的正負電極相反並接的方式，結合高頻脈衝，僅需8個電極即可驅動4個發光單元，減少了一半的電極數量，一方面能節約LED器件的製造與焊接安裝成本，另一方面能夠降低安裝工藝的難度，避免相鄰電極部因距離太近導致焊點相接，也為設計體積更小的顯示屏用LED器件創造了良好的條件。進一步，與採用相同規格的LED器件相比，由於本發明的LED器件具有四組紅綠藍發光單元，相鄰兩組紅綠藍發光單元的間距一致，且每組發光單元距離印刷線路板邊緣的距離小於或等於相鄰兩組紅綠藍發光單元的間距一半，所以本發明的一個LED器件相當於四個發紅綠藍的LED器件作用，從而達到提高4倍分別率的效果。以及，本發明採用基於印刷線路板的底部電極端子設計，當顯示屏用LED器件焊接在安裝面板上時，焊膏只在線路板的底部，可實現相鄰LED器件的無縫排列焊接，進一步·提聞顯不屏的解析度。本發明並不局限於上述實施方式，如果對本發明的各種改動或變形不脫離本發明的精神和範圍，倘若這些改動和變形屬於本發明的權利要求和等同技術範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變形。
權利要求
1.一種顯示屏用的LED器件，其特徵在於包括第一發光單元、第二發光單元、第三發光單元和第四發光單元，以及兩組導電線路層，該第一發光單元和第二發光單元構成第一發光區，該第三發光單元和第四發光單元構成第二發光區，每個發光單元分別包括紅光LED晶片、綠光LED晶片和藍光LED晶片，每組導電線路層包括4條相互絕緣的引線，每個發光區的兩個發光單元的紅光LED晶片、綠光LED晶片和藍光LED晶片分別反向並聯，並與其中一組導電線路層電連接。
2.根據權利要求I所述的顯示屏用的LED器件，其特徵在於每組導電線路層的4條引線延伸至該LED器件的同一側邊，或分別延伸至該LED器件的至少兩個相異側邊或轉角以形成電極。
3.根據權利要求2所述的顯示屏用的LED器件，其特徵在於該LED器件包括一印刷電路板，該導電線路層設置在該印刷電路板的上表面。
4.根據權利要求3所述的顯示屏用的LED器件，其特徵在於該印刷電路板位於該導電線路層形成的電極處設置有通孔，該印刷電路板的下表面位於通孔處設置有端子，該端子通過通孔內的導電層與電極電連接。
5.根據權利要求I 4中任一權利要求所述的顯示屏用的LED器件，其特徵在於該第一發光區的導電線路層包括相互絕緣的第一引線、第二引線、第三引線和第四引線，該第一發光單元的紅光LED晶片、綠光LED晶片和藍光LED晶片設置在該第一引線上，且該綠光LED晶片和藍光LED晶片與該第一引線絕緣設置，該紅光LED晶片的負極與該第一引線電連接；該第二發光單元的綠光晶片和藍光LED晶片設置在該第二引線上並與其絕緣，該第二發光單元的紅光LED晶片設置在該第三引線上，且其負極與該第三引線電連接；該第一發光單元的綠光LED晶片的負電極和該第二發光單元的綠光LED晶片的正電極分別通過金屬導線與該第四引線電連接；該第一發光單元的綠光LED晶片的正電極和該第二發光單元的綠光LED晶片的負電極分別通過金屬導線與該第三引線電連接，該第一發光單元的藍光LED晶片的負電極和該第二發光單元的藍光LED晶片的正電極分別通過金屬導線與該第二引線電連接；該第一發光單兀的藍光LED晶片的正電極和該第二發光單兀的藍光LED晶片的負電極分別通過金屬導線與該第三引線電連接；該第一發光單元的紅光LED晶片正電極通過金屬導線與該第三引線電連接，該第二發光單元的紅光LED晶片的正電極通過金屬導線與該第一引線電連接；該第二發光區的結構與該第一發光區的結構沿印刷電路板的中軸線呈鏡像對稱分布。
6.根據權利要求I所述的顯示屏用的LED器件，其特徵在於該顯示屏用的LED器件還包括封裝膠體；該封裝膠體分別或者整體覆蓋第一發光單元、第二發光單元、第三發光單元和第四發光單元。
7.根據權利要求6所述的顯示屏用的LED器件，其特徵在於該第一發光單元、第二發光單元、第三發光單元和第四發光單元形成2x2的陣列分布，該第一發光單元和第二發光單元的多個LED晶片呈線性等間距設置，第三發光單元和第四發光單元的多個LED晶片呈線性等間距設置。
8.—種顯示模組，其特徵在於包括多個如權利要求1飛中所述的任意一顯示屏用的LED器件陣列。
9.根據權利要求8所述的顯示模組，其特徵在於該顯示模組進一步包括底板、面罩，該多個顯示屏用的LED器件陣列設置在該底板上，該面罩設置在該顯示屏用的LED器件上方並與該底板扣合，該面罩上設置有對孔，該LED器件的發光單元外露於該對孔之外。
10.根據權利要求9所述的顯示模組，其特徵在於任意兩個相鄰的顯示屏用的LED器件的相鄰發光單元之間的間距相等。
11.根據權利要求10所述的顯示模組，其特徵在於任意兩個相鄰的顯示屏用的LED器件的相鄰兩同色的LED晶片之間的間距為2. Omm以下。
全文摘要
一種顯示屏用的LED器件，包括第一發光單元、第二發光單元、第三發光單元和第四發光單元，以及兩組導電線路層，該第一發光單元和第二發光單元構成第一發光區，該第三發光單元和第四發光單元構成第二發光區，每個發光單元分別包括紅光LED晶片、綠光LED晶片和藍光LED晶片，每組導電線路層包括4條相互絕緣的引線，每個發光區的兩個發光單元的紅光LED晶片、綠光LED晶片和藍光LED晶片分別反向並聯，並與其中一組導電線路層電連接。另外，本發明還提供了一種顯示模組，其包括多個上述顯示屏用的LED器件陣列。本發明的LED器件及其顯示模組有利於提高焊接平整度以及給維修帶來方便。
文檔編號H01L33/62GK102945845SQ201210454058
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者李程, 劉傳標, 梁麗芳 申請人:佛山市國星光電股份有限公司