CN102945845A - 一种显示屏用的led器件及显示模组 - Google Patents

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Abstract

一种显示屏用的LED器件，包括第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元和第四发光单元，以及两组导电线路层，该第一发光单元和第二发光单元构成第一发光区，该第三发光单元和第四发光单元构成第二发光区，每个发光单元分别包括红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片，每组导电线路层包括4条相互绝缘的引线，每个发光区的两个发光单元的红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片分别反向并联，并与其中一组导电线路层电连接。另外，本发明还提供了一种显示模组，其包括多个上述显示屏用的LED器件阵列。本发明的LED器件及其显示模组有利于提高焊接平整度以及给维修带来方便。

Description

一种显示屏用的LED器件及显示模组
技术领域
本发明属于发光器件的制造领域，涉及一种显示屏用的LED器件及由该LED器件组成的显示模组。
背景技术
发光二极管（LED）光源具有高效率、长寿命、不含Hg等有害物质的优点。随着LED技术的迅猛发展，LED的亮度、寿命等性能都得到了极大的提升，使得LED的应用领域越来越广泛，从路灯等室外照明到装饰灯等室内照明，均纷纷使用或更换成LED作为光源。
另外，LED显示屏（LED Panel）也深受人们的青睐，在近年来得到了快速的发展，其广泛应用于大型广场、金融市场、机场、银行、医院和商场等场合。这是由于LED显示屏具有许多独特的优点，如：亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲压和性能稳定等。
根据应用场所，LED显示屏分为户外显示屏、户内显示屏和半户外显示屏。其中，户内显示屏面积一般从不到1平米到几十平米，点密度较高，在非阳光直射或灯光照明环境使用，观看距离在几米以外。若按显示色彩划分，可分为单色、双基色和三基色（全彩）。应用在户内显示屏最多的是三基色LED器件。目前，人们采用体积极小的三基色LED，例如规格为1010（1.0mm×1.0mm）的LED，能做出点间距达到P2.0（相邻三基色LED的中心间距为2.0mm）以下的户内显示屏，使得户内显示屏的分辨率大大地提高了。请参阅图1，其是现有技术的三基色LED器件的布线示意图。该三基色LED器件包括有红、绿、蓝三个LED芯片，该三个芯片的一端分别各自连接一电极端，另一端共同连接一电极端，因此，需要四个电极端以驱动其发光。而LED显示屏需将多个LED器件阵列排列焊接在一起时，为了方便LED器件的排布，该LED器件的四个电极位于同一侧边。
但随着户内显示屏的分辨率的提高，LED器件体积变小，当多个LED器件阵列排列时，多个引脚增加了LED器件焊接的难度，多个LED器件焊接在一起时容易发生短路的现象。
因此，有必要寻找一种新型显示屏用的LED器件及其显示模组，能够在不降低户内显示屏分辨率的前提下可克服小尺寸LED器件带来的焊接问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种分辨率较高且能够降低焊接难度的小尺寸LED器件。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种显示屏用的LED器件，包括第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元和第四发光单元，以及两组导电线路层，该第一发光单元和第二发光单元构成第一发光区，该第三发光单元和第四发光单元构成第二发光区，每个发光单元分别包括红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片，每组导电线路层包括4条相互绝缘的引线，每个发光区的两个发光单元的红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片分别反向并联，并与其中一组导电线路层电连接。
其中，每组导电线路层的4条引线延伸至该LED器件的同一侧边，或分别延伸至该LED器件的至少两个相异侧边或转角以形成电极。
进一步，该LED器件包括一印刷电路板，该导电线路层设置在该印刷电路板的上表面。该印刷电路板位于该导电线路层形成的电极处设置有通孔，该印刷电路板的下表面位于通孔处设置有端子，该端子通过通孔内的导电层与电极电连接。
此外，本发明还提供了一种LED显示模组，其由多个LED器件阵列排列组成。该LED器件包括第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元和第四发光单元，以及两组导电线路层，该第一发光单元和第二发光单元构成第一发光区，该第三发光单元和第四发光单元构成第二发光区，每个发光单元分别包括红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片，每组导电线路层包括4条相互绝缘的引线，每个发光区的两个发光单元的红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片分别反向并联，并与其中一组导电线路层电连接。
相对于现有技术，本发明的LED器件包括4个发光单元，通过两个发光单元同色LED芯片的正负电极相反并接的方式，仅需8个电极即可驱动4个发光单元，减少了一半的电极数量，一方面能节约LED器件的制造与焊接安装成本，另一方面能够降低安装工艺的难度，避免相邻电极部因距离太近导致焊点相接，也为设计体积更小的显示屏用LED器件创造了良好的条件。
为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方式。
附图说明
图1是现有技术的三基色LED器件的布线示意图。
图2是本发明实施例1的LED器件的布线示意图。
图3是图2所示的第一发光区的电路原理图。
图4是图2所示C-C方向的剖视图。
图5是本发明实施例2的LED器件的布线示意图。
图6是本发明实施例3的LED器件的布线示意图。
图7是本发明LED显示模组的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
请参阅图2，其是本发明实施例1的LED器件的布线示意图。该LED器件10包括一印刷电路板11、设置在印刷电路板11上的导电线路层12，与导电线路层12电连接的第一发光单元13a、第二发光单元13b、第三发光单元13c和第四发光单元13d，以及覆盖在该发光单元13上的封装胶体。
该LED器件10划分成左右对称的第一发光区A和第二发光区B，该第一发光区A的导电线路层12和第二发光区B的导电线路层12呈对称设置。该第一发光单元13a、第二发光单元13b、第三发光单元13c和第四发光单元13d按照2×2阵列排布。其中，该第一发光单元13a和第二发光单元13b为一列并设置在第一发光区A，该第三发光单元13c和第四发光单元13d为一列并设置在第二发光区B。每个发光单元13a、13b、13c和13d的结构相同，均分别包括至少一个红光LED芯片R1、R2、R3、R4、至少一个绿光LED芯片G1、G2、G3、G4和至少一个蓝光LED芯片B1、B2、B3、B4，该多个LED芯片呈线性等间距设置。具体的，该第一发光单元13a和第二发光单元13b的LED芯片呈线性设置，形成一列，该第三发光单元13c和第四发光单元13d的LED芯片呈线性设置，形成一列。由于该LED器件10的第一发光区A和第二发光区B为对称结构，因此，仅以第一发光区A为例，详细描述其结构。
该第一发光区A的导电线路层12包括四条相互绝缘的引线，即第一引线121、第二引线122、第三引线123和第四引线124。该第一发光单元13a的红光LED芯片R1、绿光LED芯片G1和蓝光LED芯片B1设置在该第一引线121上，且该绿光LED 芯片G1和蓝光LED芯片B1通过粘结剂与该第一引线121绝缘设置，该红光LED芯片R1的负极通过银浆与该第一引线121电连接。该第二发光单元13b的绿光LED芯片G2和蓝光LED芯片B2通过粘结剂设置在该第二引线122上，且与该第二引线122绝缘设置。该第二发光单元13b的红光LED芯片R2设置在该第三引线123上，且其负极通过银浆与该第三引线123电连接。
该第一发光单元13a的绿光LED芯片G1的负电极和该第二发光单元13b的绿光LED芯片G2的正电极分别通过金属导线与该第四引线124电连接；该第一发光单元13a的绿光LED芯片G1的正电极和该第二发光单元13b的绿光LED芯片G2的负电极分别通过金属导线与该第三引线123电连接。该第一发光单元13a的蓝光LED芯片B1的负电极和该第二发光单元13b的蓝光LED芯片B2的正电极分别通过金属导线与该第二引线122电连接；该第一发光单元13a的蓝光LED芯片B1的正电极和该第二发光单元13b的蓝光LED芯片B2的负电极分别通过金属导线与该第三引线123电连接。该第一发光单元13a的红光LED芯片R1正电极通过金属导线与该第三引线123电连接，该第二发光单元13b的红光LED芯片R2的正电极通过金属导线与该第一引线121电连接。请同时参阅图3，其是图2所示的第一发光区A的电路原理图。该第一发光单元13a的绿光LED芯片G1、蓝光LED芯片B1和红光LED芯片R1的正电极与第二发光单元13b的绿光LED芯片G2、蓝光LED芯片B2和红光LED芯片R2的负电极与第三引线123电连接，该第三引线123延伸至印刷电路板11的一侧边边缘形成公共电极。该第一发光单元13a的绿光LED芯片G1的负电极和该第二发光单元13b的绿光LED芯片G2的正电极与第四引线电124连接，该第四引线124延伸至印刷电路板11的一侧边边缘形成绿光电极。该第一发光单元13a的蓝光LED芯片B1的负电极和该第二发光单元13b的蓝光LED芯片B2的正电极与第二引线122电连接，该第二引线122延伸至印刷电路板11的一侧边边缘形成蓝光电极。该第一发光单元13a的红光LED芯片R1的负电极和该第二发光单元13b的红光LED芯片R2的正电极与第一引线121电连接，该第一引线121延伸至印刷电路板11的一侧边边缘形成红光电极。即通过第一发光单元13a和第二发光单元13b的同色LED芯片之间电极反向并接，当高频脉冲驱动时，该第一发光单元13a和第二发光单元13b的LED芯片交错发光，由于人眼视觉的延迟，人眼看到的是两组发光单元同时发光。则，仅通过四个电极，就可驱动两组发光单元的发光。在本实施例中，该红光电极、绿光电极、蓝光电极和公共电极依序设置在该印刷电路板11的一侧边边缘。
该第二发光区B的结构与该第一发光区A的结构沿印刷电路板11的中轴线呈镜像对称分布，在此不再赘述。因此，本实施例中，仅通过设置在印刷电路板11两侧的共八个电极，即可驱动四组发光单元的发光，缩小了LED器件的尺寸，并降低了其焊接的难度。
请参阅图4，其是图2所示C-C方向的剖视图。在该印刷电路板11上位于红光电极、蓝光电极、绿光电极和公共电极处具有贯穿该印刷电路板11上下表面的通孔112，该通孔112内壁覆盖导电层，在该印刷电路板11的下表面覆盖通孔112处具有端子114，该印刷电路板11上各电极通过该通孔112内的导电层与端子114电连接，通过端子114与外接电源连接。
在本实施例中，该印刷电路板11优选为黑色，以提高显示屏的对比度。封装胶体可以分别覆盖每个发光单元13或者全部覆盖由四个发光单元组成的LED器件部分。其中，优选为封装胶体可以分别覆盖每个发光单元13，以有效减少封装胶体产生的应力作用，且封装胶体优选为黑色透光材料。连接该LED芯片和导电线路层12的金属导线优选为金线、合金线等。
实施例2
请参阅图5，其是本发明实施例2的LED器件的布线示意图。该实施例2的LED器件的布线结构与实施例1的大致相同，其区别仅在于：该第一发光区A的第一引线121延伸至该印刷电路板11的上边缘形成红光电极，该第三引线123延伸至该印刷电路板11的下边缘形成公共电极，该第二引线122和第四引线124延伸至该印刷电路板的左边缘形成蓝光电极和绿光电极。该第二发光区B的结构与第一发光区A的结构沿印刷电路板11的中轴线呈镜像对称。该LED器件包括四个发光单元，仅由八个电极驱动，且该八个电极分散设置在该LED芯片的四周边缘。本实施例中的八个电极分散在器件的四周边缘进一步具有以下有益效果：（1）为器件体积小型化设计创造了条件；这是由于显示屏用LED器件体积越小，越能提高显示屏的分辨率，但不利于印刷线路板的电路布线设计，相邻电极距离太密在焊接时容易出现短路现象；而在本实施例中八个电极分散设置在LED芯片的四周边缘，增大了相邻电极的间距，为器件小型号设计创造了有利条件；（2）便于厂商设计用于LED器件安装的印刷线路板。
实施例3
请参阅图6，其是本发明实施例2的LED器件的布线示意图。该实施例2的LED器件的布线结构与实施例1的大致相同，其区别仅在于：该第一发光区A的第一引线121延伸至该印刷电路板11的左上转角形成红光电极，该第三引线123延伸至该印刷电路板11的下边缘形成公共电极，该第二引线122延伸至该印刷电路板11的左下转角形成蓝光电极，该第四引线124延伸至该印刷电路板的左边缘形成绿光电极。该第二发光区B的结构与第一发光区A的沿印刷电路板11的中轴线呈镜像结构对称。该LED器件包括四个发光单元，仅由八个电极驱动，且该八个电极分散设置在该LED芯片的转角位置及四周边缘，进一步增加了各电极之间的距离，降低了焊接的难度。
进一步，作为本发明的变形实施例，该第一引线、第二引线、第三引线和第四引线可延伸至LED器件的印刷电路板的任意一侧边边缘形成电极，以保持各电极之间的较佳距离来降低焊接的难度。
实施例4
请参阅图7，其是本发明LED显示模组的结构示意图。该LED显示模组包括底板、面罩22和外壳（图未示）。多个LED器件10阵列设置在该底板上。该面罩22设置在该LED器件上方并与该底板扣合，该面罩22上设置有对孔221，该LED器件10的发光单元外露于该对孔221之外。该LED显示模组上的各LED器件10内的发光单元之间的间距相等，且相邻两个LED器件10相邻的发光单元之间的间距亦相等。两同色的LED芯片之间的间距D可达到2.0mm或以下。
相对于现有技术，本发明的LED器件包括4个发光单元，通过两个发光单元同色LED芯片的正负电极相反并接的方式，结合高频脉冲，仅需8个电极即可驱动4个发光单元，减少了一半的电极数量，一方面能节约LED器件的制造与焊接安装成本，另一方面能够降低安装工艺的难度，避免相邻电极部因距离太近导致焊点相接，也为设计体积更小的显示屏用LED器件创造了良好的条件。
进一步，与采用相同规格的LED器件相比，由于本发明的LED器件具有四组红绿蓝发光单元，相邻两组红绿蓝发光单元的间距一致，且每组发光单元距离印刷线路板边缘的距离小于或等于相邻两组红绿蓝发光单元的间距一半，所以本发明的一个LED器件相当于四个发红绿蓝的LED器件作用，从而达到提高4倍分别率的效果。
以及，本发明采用基于印刷线路板的底部电极端子设计，当显示屏用LED器件焊接在安装面板上时，焊膏只在线路板的底部，可实现相邻LED器件的无缝排列焊接，进一步提高显示屏的分辨率。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (11)

1.一种显示屏用的LED器件，其特征在于：包括第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元和第四发光单元，以及两组导电线路层，该第一发光单元和第二发光单元构成第一发光区，该第三发光单元和第四发光单元构成第二发光区，每个发光单元分别包括红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片，每组导电线路层包括4条相互绝缘的引线，每个发光区的两个发光单元的红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片分别反向并联，并与其中一组导电线路层电连接。
2.根据权利要求1所述的显示屏用的LED器件，其特征在于：每组导电线路层的4条引线延伸至该LED器件的同一侧边，或分别延伸至该LED器件的至少两个相异侧边或转角以形成电极。
3.根据权利要求2所述的显示屏用的LED器件，其特征在于：该LED器件包括一印刷电路板，该导电线路层设置在该印刷电路板的上表面。
4.根据权利要求3所述的显示屏用的LED器件，其特征在于：该印刷电路板位于该导电线路层形成的电极处设置有通孔，该印刷电路板的下表面位于通孔处设置有端子，该端子通过通孔内的导电层与电极电连接。
5.根据权利要求1～4中任一权利要求所述的显示屏用的LED器件，其特征在于：该第一发光区的导电线路层包括相互绝缘的第一引线、第二引线、第三引线和第四引线，该第一发光单元的红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片设置在该第一引线上，且该绿光LED芯片和蓝光LED芯片与该第一引线绝缘设置，该红光LED芯片的负极与该第一引线电连接；该第二发光单元的绿光芯片和蓝光LED芯片设置在该第二引线上并与其绝缘，该第二发光单元的红光LED芯片设置在该第三引线上，且其负极与该第三引线电连接；该第一发光单元的绿光LED芯片的负电极和该第二发光单元的绿光LED芯片的正电极分别通过金属导线与该第四引线电连接；该第一发光单元的绿光LED芯片的正电极和该第二发光单元的绿光LED芯片的负电极分别通过金属导线与该第三引线电连接，该第一发光单元的蓝光LED 芯片的负电极和该第二发光单元的蓝光LED芯片的正电极分别通过金属导线与该第二引线电连接；该第一发光单元的蓝光LED芯片的正电极和该第二发光单元的蓝光LED芯片的负电极分别通过金属导线与该第三引线电连接；该第一发光单元的红光LED芯片正电极通过金属导线与该第三引线电连接，该第二发光单元的红光LED芯片的正电极通过金属导线与该第一引线电连接；该第二发光区的结构与该第一发光区的结构沿印刷电路板的中轴线呈镜像对称分布。
6.根据权利要求1所述的显示屏用的LED器件，其特征在于：该显示屏用的LED器件还包括封装胶体；该封装胶体分别或者整体覆盖第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元和第四发光单元。
7.根据权利要求6所述的显示屏用的LED器件，其特征在于：该第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元和第四发光单元形成2x2的阵列分布，该第一发光单元和第二发光单元的多个LED芯片呈线性等间距设置，第三发光单元和第四发光单元的多个LED芯片呈线性等间距设置。
8.一种显示模组，其特征在于：包括多个如权利要求1~6中所述的任意一显示屏用的LED器件阵列。
9.根据权利要求8所述的显示模组，其特征在于：该显示模组进一步包括底板、面罩，该多个显示屏用的LED器件阵列设置在该底板上，该面罩设置在该显示屏用的LED器件上方并与该底板扣合，该面罩上设置有对孔，该LED器件的发光单元外露于该对孔之外。
10.根据权利要求9所述的显示模组，其特征在于：任意两个相邻的显示屏用的LED器件的相邻发光单元之间的间距相等。
11.根据权利要求10所述的显示模组，其特征在于：任意两个相邻的显示屏用的LED器件的相邻两同色的LED芯片之间的间距为2.0mm以下。
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