CN103177662B

CN103177662B - 高密度全彩led显示点阵模块

Info

Publication number: CN103177662B
Application number: CN201110433054.3A
Authority: CN
Inventors: 任兴业
Original assignee: Sichuan Bonshine Optical Electron Technology Co Ltd
Current assignee: Innoquick Electronics Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2031-12-21
Also published as: CN103177662A

Abstract

本发明公开了一种高密度全彩LED显示点阵模块，它包括LED基板、矩阵分布于LED基板上的红、蓝、绿三种颜色的LED芯片及驱动电路，其改进在于：所述LED基板包括至少三个铜箔层，相邻两铜箔层之间设置填充间质，最上方的铜箔层及填充间质上设置有若干排列呈矩阵的LED芯片容置槽，每个LED芯片容置槽内设置有LED芯片焊盘及正、负供电焊盘；红、黄、绿三种颜色的LED芯片焊接于对应LED芯片焊盘上，三种颜色LED芯片的正负引脚分别与对应的正、负供电焊盘电性连接，正、负供电焊盘与驱动电路连接；其有益效果在于：本发明将LED芯片直接封装在包括四层铜箔层的LED基板(FR4印制电路板)上，有效地减小了像素的间距，增加了LED显示模块的显示密度。

Description

高密度全彩LED显示点阵模块

【技术领域】

本发明涉及LED显示技术领域，特别涉及一种高密度全彩LED显示点阵模块。

【背景技术】

随着LED显示屏作为新一代显示载体日益深入人们的工作和生活，其应用越来越广泛。LED显示屏强大的户外适应性，使得其成为户外动态显示设备的王者。但是，在户内大屏幕应用方面，却不然。

长期以来户内大屏幕市场，譬如电影院、会议室，控制室和舞台背景是投影机、平板液晶和PDP的三分天下的形式。原因有二，首先LED显示屏的像素不能够做到足够小；其次是LED芯片本身的价格居高不下，一般显示屏厂家只停留在LED灯珠上的应用，没有涉及将封装技术与LED显示技术结合起来的应用尝试。

传统的方法是将LED芯片安装在支架上以构成离散式的LED灯珠，再将这些LED灯珠安装在印刷电路板(PCB)上形成发光的像素点。目前市面上最小封装的全彩LED表贴灯珠尺寸是：1.6mm(长)*1.6mm(宽)，可以做到2.8mm的像素间距的全彩显示模块的应用。这种小像素间距的LED显示模块的产生，已经吹响了LED显示屏向户内传统大屏幕设备发起挑战的号角。采用1.6mm(长)*1.6mm(宽)的表贴LED灯珠设计的显示模块，在装配时要求非常精准，灯珠在贴片机上贴好后，后焊维修，几乎不可能。特别是现在户内3D显示的迅猛发展，实际上对显示的有效像素点距提出了更苛刻的要求。如果需要继续减少LED显示模块的像素点的间距，采用封装好的灯珠来装配的这种设计方法，已经遇到技术瓶颈。

【发明内容】

本发明的目的是克服上述不足，提供一种LED像素点点距较小的高密度全彩LED显示点阵模块。

本发明的目的是这样是实现的：它包括LED基板、矩阵分布于LED基板上的红、蓝、绿三种颜色的LED芯片及驱动电路，其改进在于：所述LED基板由上至下包括至少三个铜箔层，相邻两铜箔层之间设置填充间质，最上方的铜箔层及填充间质上设置有若干排列呈矩阵的LED芯片容置槽，每个LED芯片容置槽内设置有对应于红、绿、蓝光三种颜色的LED芯片的LED芯片焊盘，LED芯片焊盘两侧分别设置有为对应LED芯片供电的正、负供电焊盘；所述LED芯片焊盘及正负供电焊盘成型于由上至下的第二铜箔层上，所述红、黄、绿三种颜色的LED芯片焊接于对应LED芯片焊盘上，三种颜色LED芯片的正负引脚分别与对应的正、负供电焊盘电性连接；

所述驱动电路设置于除第二铜箔层之外的其他铜箔层上，于所述LED基板上对应于所述正、负供电焊盘的位置设置有过孔，所述正、负供电焊盘通过穿过过孔的连接线电性连接于驱动电路的电源总线上；所述LED芯片容纳槽中LED芯片上方填充有封装胶体；

上述结构中，所述正、负供电焊盘包括第一正供电焊盘、第二正供电焊盘、第一负供电焊盘、第二负供电焊盘及第三负供电焊盘，其中，第一正供电焊盘电性连接于蓝、绿色LED芯片的正引脚，第二正供电焊盘电性连接于红色LED芯片的正引脚，所述第一负供电焊盘、第二负供电焊盘、第三负供电焊盘分别与红、绿、蓝光三种颜色LED芯片的负引脚对应连接；所述电源总线包括第一电压总线、第二电压总线，第一电流驱动总线、第二电流驱动总线及第三电流驱动总线，所述第一正供电焊盘电性连接于第一电压总线，第二正供电焊盘电性连接于第二电压总线，所述第一电流驱动总线、第二电流驱动总线及第三电流驱动总线分别与第一负供电焊盘、第二负供电焊盘、第三负供电焊盘对应连接；

上述结构中，相邻两LED芯片容纳槽之间的间距为2.4mm；

上述结构中，所述LED基板包括四个铜箔层，最底部的铜箔层上设置有与电源总线连接于的紧密连接器；

上述结构中，所述驱动电路采用16分之一扫驱动方式；

上述结构中，所述封装胶体为环氧树脂。

相比于传统的LED显示模块，本发明有益效果在于：其一、本发明将LED芯片直接封装在包括四层铜箔层的LED基板(FR4印制电路板)上，同时，于LED基板上设置过孔，LED芯片与驱动电路之间的线路连接通过穿过过孔的连接线连接，如此，像素间距可以做到小于2.4毫米，有效地减小了像素的间距，增加了LED显示模块的显示密度；其二、LED芯片采用不同的不同的电源总线进行供电，具体的，红光LED芯片与蓝绿光LED芯片分别采用第一电压总线、第二电压总线进行供电的拓扑，减少了不必要的电能浪费，改善了LED显示模块热能管理，利于LED芯片长期稳定工作。

【附图说明】

图1为本发明高密度全彩LED显示点阵模块的平面结构示意图

图2为本发明中单个像素点的平面结构示意图

图3为本发明中LED基板剖面图

图4为本发明中各LED芯片的电路连接图

【具体实施方式】

下面结合附图及具体的实施方式对本发明作进一步说明：

参照图1至图4所示，本发明揭示了一种高密度全彩LED显示点阵模块，它包括LED基板1(印制电路板)、矩阵分布于LED基板1上的红、蓝、绿光三种颜色的LED芯片(图中未示出)及驱动电路(图中未示出)，所述LED基板1由上至下包括至少三个铜箔层，相邻两铜箔层之间设置填充间质6，最上方的铜箔层2及填充间质6上设置有若干排列呈矩阵的LED芯片容置槽11，即在LED基板1上开设若干LED芯片容纳槽101，用于将LED芯片直接封装于LED基板1上，每个LED芯片容置槽101内设置有焊接红、绿、蓝光三种颜色的LED芯片焊盘31、32、33，LED芯片焊盘31、32、33两侧分别设置有为对应LED芯片供电的正、负供电焊盘，可对所述各焊盘进行表面的镀金等工艺处理；所述LED芯片焊盘31、32、33及正负供电焊盘成型于由上至下的第二铜箔层3上，即第二铜箔层3为固晶层，其他铜箔层为走线层，所述红、黄、绿光三种颜色的LED芯片焊接于对应LED芯片焊盘31、32、33上，三种颜色LED芯片的正负引脚分别与对应的正、负供电焊盘电性连接；所述驱动电路设置于除第二铜箔层3之外的其他铜箔层(走线层)上，于所述LED基板1上对应于所述正、负供电焊盘的位置设置有过孔(图中未示出)，所述正、负供电焊盘通过穿过过孔的连接线电性连接于驱动电路的电源总线上；所述LED芯片容纳槽101中LED芯片上方填充有封装胶体(图中未示出)，该封装胶体可采用环氧树脂等，将三种颜色的LED芯片封装于LED基板1上；较佳的，所述LED基板1包括四个铜箔层2、3、4、5，最底部的铜箔层5上设置有与电源总线连接于的紧密连接器(图中未示出)，便于正、负供电焊盘与电源总线的连接。同时，考虑到LED显示点阵的高密度显示，可将驱动电路设计为16分之一扫的信号驱动方式。

参照图2、图3所示，本实施例中，红光与蓝、绿光LED芯片分别采用不同的电源总线进行供电的拓扑，即蓝绿光LED芯片供电共用一路电源总线，红光LED芯片供电采用另一路电源总线。具体的，正、负供电焊盘包括第一正供电焊盘34、第二正供电焊盘35、第一负供电焊盘36、第二负供电焊盘37及第三负供电焊盘38，其中，第一正供电焊盘34电性连接于蓝、绿色LED芯片的正引脚，第二正供电焊盘35电性连接于红色LED芯片的正引脚，所述第一负供电焊盘36与红光LED芯片的负引脚电性连接、第二负供电焊盘37与绿光LED芯片的负引脚电性连接，第三负供电焊盘38与蓝光LED芯片的负引脚电性连接。参照图4所示，为本发明LED芯片的电路原理图，本实施例采用的32*16的显示模块的应用，图中B、G、R分别代表蓝、绿、红光三种颜色的LED芯片，V(R)n是给第n行的红光LED芯片供电的电压总线，V(BG)n是给第n行的蓝、绿光LED芯片灯供电的电压总线；I(B)m，I(G)m，I(R)m是显示模块的电流驱动总线，其中I(B)m是蓝光LED芯片的电流驱动总线，I(G)m是绿光LED芯片的电流驱动总线，I(R)m是红光LED芯片的电流驱动总线；n的取值是从1到32，m的取值也是根据具体的扫描电路方式来定的，其m的取值是从1到36。具体的，电源总线包括第一电压总线7、第二电压总线8，第一电流驱动总线9、第二电流驱动总线10及第三电流驱动总线11，所述第一正供电焊盘34电性连接于第一电压总线7，第二正供电焊盘35电性连接于第二电压总线8，所述第一电流驱动总线9与第一负供电焊盘36电性连接，第二电流驱动总线10与第二负供电焊盘37电性连接，第三电流驱动总线11与第三负供电焊盘38电性连接，如此，实现各正、负供电焊盘与驱动电路的电性连接，进而驱动各LED芯片。

通过上述结构设计，LED基板1上相邻两LED容纳槽101之间的间距可减小至2.4mm，即缩小LED显示屏的像素间距。

由于本发明将LED芯片直接封装在包括四层铜箔层的LED基板1(FR4印制电路板)上，同时，于LED基板1上设置过孔，LED芯片与驱动电路之间的线路连接通过穿过过孔的连接线连接，如此，像素间距可以做到小于2.4毫米，有效地减小了像素的间距，增加了LED显示模块的显示密度；此外，LED芯片采用不同的不同的电源总线进行供电，具体的，红光LED芯片与蓝、绿光LED芯片分别采用第一电压总线7、第二电压总线8进行供电的拓扑，减少了不必要的电能浪费，改善了LED显示模块热能管理，利于LED芯片长期稳定工作。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种高密度全彩LED显示点阵模块，它包括LED基板、矩阵分布于LED基板上的红、蓝、绿三种颜色的LED芯片及驱动电路，其特征在于：所述LED基板由上至下包括至少三个铜箔层，相邻两铜箔层之间设置填充间质，最上方的铜箔层及填充间质上设置有若干排列呈矩阵的LED芯片容置槽，每个LED芯片容置槽内设置有对应于红、蓝、绿三种颜色的LED芯片的LED芯片焊盘，LED芯片焊盘两侧分别设置有为对应LED芯片供电的正、负供电焊盘；所述LED芯片焊盘及正、负供电焊盘成型于由上至下的第二铜箔层上，所述红、蓝、绿三种颜色的LED芯片焊接于对应LED芯片焊盘上，三种颜色LED芯片的正负引脚分别与对应的正、负供电焊盘电性连接；

所述驱动电路设置于除第二铜箔层之外的其他铜箔层上，于所述LED基板上对应于所述正、负供电焊盘的位置设置有过孔，所述正、负供电焊盘通过穿过过孔的连接线电性连接于驱动电路的电源总线上；所述LED芯片容纳槽中LED芯片上方填充有封装胶体。

2.根据权利要求1所述的高密度全彩LED显示点阵模块，其特征在于：所述正、负供电焊盘包括第一正供电焊盘、第二正供电焊盘、第一负供电焊盘、第二负供电焊盘及第三负供电焊盘，其中，第一正供电焊盘电性连接于蓝、绿色LED芯片的正引脚，第二正供电焊盘电性连接于红色LED芯片的正引脚，所述第一负供电焊盘、第二负供电焊盘、第三负供电焊盘分别与红、绿、蓝光三种颜色LED芯片的负引脚对应连接；所述电源总线包括第一电压总线、第二电压总线，第一电流驱动总线、第二电流驱动总线及第三电流驱动总线，所述第一正供电焊盘电性连接于第一电压总线，第二正供电焊盘电性连接于第二电压总线，所述第一电流驱动总线、第二电流驱动总线及第三电流驱动总线分别与第一负供电焊盘、第二负供电焊盘、第三负供电焊盘对应连接。

3.根据权利要求1所述的高密度全彩LED显示点阵模块，其特征在于：相邻两LED芯片容纳槽之间的间距为2.4mm。

4.根据权利要求1所述的高密度全彩LED显示点阵模块，其特征在于：所述LED基板包括四个铜箔层，最底部的铜箔层上设置有与电源总线连接的紧密连接器。

5.根据权利要求1所述的高密度全彩LED显示点阵模块，其特征在于：所述驱动电路采用16分之一扫驱动方式。

6.根据权利要求2所述的高密度全彩LED显示点阵模块，其特征在于：所述封装胶体为环氧树脂。