CN104392683B - 一种led显示模组及显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种LED显示模组及显示屏，所述显示模组包括基板以及通过封装胶封装在基板正面的一组或多组RGB LED芯片，所述显示模组还包括电连接的信号数据采集模块和信号处理模块，信号数据采集模块设置于基板上或直接与LED芯片正极和负极连接。本发明LED显示屏由所述LED显示模组拼接而成，本发明LED显示模组及显示屏克服LED芯片结温检测不准确、不能在LED产品现场实时连续监控及预警等缺陷，具有温度检测准确、检测实时性好的优点。

Description

一种LED显示模组及显示屏

技术领域

本发明涉及LED芯片结温检测领域，更具体地，涉及一种LED显示模组及显示屏。

背景技术

LED具有体积小、能耗低、寿命长等优点，因此在诸多领域得到广泛应用。特别是LED显示及半导体照明领域，一方面LED照明逐渐替代传统白炽灯照明，另一方面LED显示屏由户外应用逐渐进入室内显示应用。无论是LED照明产品或LED显示屏应用，为保证产品的热可靠性，在LED器件与LED显示屏产品设计阶段，必须进行产品热设计，确保产品符合长期使用的热可靠性要求。目前热设计过程中的LED芯片结温（LED芯片工作温度）的检测是一个突出的问题，也是LED 应用必须解决的难题。结温作为衡量LED 器件可靠性及使用性能好坏的重要参数，所以准确测量LED 的结温具有重要的实际意义。近年来室内LED显示屏发展迅速，LED的结温变化已逐渐成为量化LED性能的一个有效手段。对LED芯片工作温度的准确测试，对评估LED芯片工作寿命有重要作用。

室内LED显示屏往往会长时间进行工作，目前的LED显示屏缺少持续的温度监控系统，在工作中LED芯片温度升高会带来起火、材料失效等潜在的危险。LED芯片结温是衡量LED显示屏性能的一个关键因素，对LED显示屏温度实时监控，保证LED工作的温度环境有准确的把握，可将有效避免该类风险事故的发生。

目前LED结温的测量方法主要包括正向电压法、等效热阻法、温度敏感光学参数法和红外热成像等。但这些方法主要用于实验室条件，不能用在LED产品的现场实时连续监控。电压法，热阻法需制备特殊测试样件，并不能用于具体样品的测试，测试误差较大。温度敏感光学参数法与红外热成像法，可以直接用于具体产品的热测试，但该类测试设备昂贵，同时该类测试方法对于非表面温度的样品测试同样存在较大的误差。对于LED显示屏中LED芯片由封装胶包裹，用该类方法只能测试到封装胶表面的温度，对于LED芯片的结温仍然不能准确测试。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明的首要目的是克服LED芯片结温检测不准确、不能在LED产品现场实时连续监控等缺陷，提供一种检测准确且能够实现LED产品温度实时连续监控的LED显示模组。

本发明的进一步目的是克服LED芯片结温检测不准确、不能在LED产品现场实时连续监控等缺陷，提供一种检测准确且能够实现LED产品温度实时连续监控的LED显示屏。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种LED显示模组，所述显示模组包括基板以及通过封装胶封装在基板正面的一组或多组RGB LED芯片，所述显示模组还包括电连接的信号数据采集模块和信号处理模块，信号数据采集模块设置于基板上或直接与LED芯片正极和负极连接。

一种LED显示屏，所述LED显示屏由所述的LED显示模组拼接而成。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明LED显示模组，通过信号数据采集模块采集LED芯片工作时的温度、电压或电阻，然后输出到信号处理模块，信号处理模块对信号进行处理得到LED芯片的实时温度，本发明克服LED芯片结温检测不准确、不能在LED产品现场实时连续监控等缺陷，具有温度检测准确、检测实时性好的优点。

本发明LED显示屏由所述LED显示模组拼接而成，克服LED芯片结温检测不准确、不能在LED产品现场实时连续监控等缺陷，具有温度检测准确、检测实时性好的优点。

附图说明

图1为实施例2LED显示模组的轴测图。

图2为实施例2LED显示模组的背面图。

图3为实施例3LED显示模组的轴测图。

图4为实施例3LED显示模组的电压采集电路。

图5为实施例5LED显示模组的俯视图。

图6为实施例5LED显示模组的侧视图。

图7为实施例5LED显示模组的工作原理图。

图8为实施例6LED显示屏的示意图。

1、温度传感器；2、PCB基板；3、LED芯片；4、二极管；5、可编程芯片；6、封装胶；7、RGB显示单元。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

一种LED显示模组，所述显示模组包括基板以及通过封装胶封装在基板正面的一组或多组RGB（红绿蓝）LED芯片，所述显示模组还包括电连接的信号数据采集模块和信号处理模块，信号数据采集模块设置于基板上或直接与LED芯片正极和负极连接。

本实施例LED显示模组，通过信号数据采集模块采集LED芯片工作时的温度、电压或电阻，然后输出到信号处理模块，信号处理模块对信号进行处理得到LED芯片的实时温度，本发明克服LED芯片结温检测不准确、不能在LED产品现场实时连续监控等缺陷，具有温度检测准确、检测实时性好的优点。

实施例2

在实施例1基础上，如图1-2所示，本实施例提供一种采用温度传感器1作为信号数据采集模块的LED显示模组，所述温度传感器1预埋在LED显示模组的封装PCB基板2上靠近LED芯片的位置，安装时温度传感器1尽量设置于LED芯片3或模组中温度功耗较大位置，用于采集LED芯片3的工作温度并输出到信号处理模块。

在具体实施过程中，所述信号处理模块外接有温度显示模块，温度显示模块安装有温度显示软件，温度显示软件从信号处理模块获取LED芯片3的温度，然后通过显示屏进行显示，这样可以随时、精确、连续监控LED芯片3的工作温度状况。

在具体实施过程中，所述温度显示模块还连接有温度报警模块，当LED芯片3结温超过预设的阈值时，温度报警模块发出报警信号，报警信号能够及时通知相关人员或将LED显示模组切换到自动保护模式，避免因温度过高出现的故障及潜在的风险等。

在具体实施过程中，所述信号处理模块为可编程芯片，优选的采用FPGA芯片，设置于PCB基板2的正面或背面。

实施例3

在实施例1基础上，如图3所示，本实施例提供一种采用电压采集电路作为信号数据采集模块的LED显示模组，电压采集电路与LED芯片3的正极和负极连接并在LED芯片3的正极和负极之间并联一个反向设置的二极管4，信号数据采集模块用于采集LED芯片3的电压并输出到信号处理模块，电压采集电路如图4所示，其中A、B点分别与LED芯片的正极和负极连接。

本实施例的工作原理为：首先在较小电流下测量LED 芯片温度系数K，温度系数K表示LED芯片3电压与LED芯片3温度的对应关系，然后在该电流下，通过电压采集电路采集LED芯片3正常工作状态的电压并输出到信号处理模块，信号处理模块根据LED芯片3电压的压降和测试电流对应的温度系数K计算LED芯片3工作温度即LED芯片3结温。

在具体实施过程中，所述信号处理模块外接有温度显示模块，所述温度显示模块安装有温度显示软件，温度显示软件从信号处理模块获取LED芯片3的温度，然后通过显示屏进行显示，这样可以随时、精确、连续监控LED芯片3的工作温度状况。

在具体实施过程中，所述温度显示模块还连接有温度报警模块，当LED芯片3结温超过预设的阈值时，温度报警模块发出报警信号，报警信号能够及时通知相关人员或将LED显示模组切换到自动保护模式，避免因温度过高出现的故障及潜在的风险等。

在具体实施过程中，所述信号处理模块为可编程芯片，优选的采用FPGA芯片，设置于PCB基板2的正面或背面。

实施例2的温度传感器分布主要针对模组局部温度较高的位置，但受限于温度传感器器件尺寸较大，并不能很好地精确地测试LED芯片结温，本实施例通过电压采集电路采集LED芯片的工作电压，结合温度系数K计算LED芯片结温，信号数据采集模块的尺寸更小，更易于实现且测量精确度更高。

实施例4

本实施例在实施例3的基础上进行改进，本实施例提供一种采用电阻采集电路作为信号数据采集模块的LED显示模组，电阻采集电路与实施例3的电压采集电路相同，电阻采集电路采集LED芯片的电阻并输出到信号处理模块，其工作原理为：电阻采集电路采集LED芯片3的电阻并通过测温电路传输到信号处理模块，信号处理模块根据LED芯片3的电阻和预设的LED芯片的电阻与温度的对应关系计算LED工作温度即LED芯片3结温。

由于半导体器件温度对电阻比较敏感且具有直接关系，因此本实施例通过电阻采集电路采集LED芯片3的电阻，然后根据LED芯片3电阻以及预设的电阻与温度的对应关系来计算LED芯片3的温度，温度反应更为灵敏且精度较高。

实施例5

实施例1-4在具体实施时，往往信号处理模块与LED芯片设置在同一基板的两侧，或不在同一基板上，这给PCB板的制程工艺带来困难。特别对于高密度的LED显示模组，由于PCB板的布线密度及通孔率很大，在设计额外的信号数据采集模块和信号处理模块的电路时，增加了PCB板的制备工艺难度。另外，独立的可编程芯片价格较贵。基于此，本实施例更进一步地，提供一种灯驱合一封装的LED显示模组。

如图5-6所示，本实施例的LED显示模组还包括LED驱动模块， LED驱动模块对LED芯片进行驱动，信号数据采集模块、信号处理模块以及LED芯片的驱动模块集成于同一块定制化的可编程芯片中，LED芯片与可编程芯片集成封装，使得LED芯片与可编程芯片在PCB板的同一面，实现LED芯片与可编程芯片直接电气连接，省去了通过PCB布线进行LED芯片与可编程芯片的电路连接，极大地缓解了PCB的布线密度及通孔密度。该可编程芯片通过定制化，实现一个可编程芯片驱动一组或多组RGB LED芯片，实现静态或准静态的工作模式。

在具体实施过程中，本实施例LED显示模组包括1个定制化的可编程芯片5及4组RGB LED芯片，4组RGB LED芯片表示4个像素，可编程芯片5的功能端引脚直接与LED芯片正负极连通，使用封装胶6对上述结构进行封装，本实施例选取其中一颗B LED芯片作为结温检测对象。本实施例电路连接方式减少基板布线及通孔，有效缩短连通路径，减少路径电信号及温度信号的损失，提高了PCB板的成品率，降低了成本。

本实施例工作原理如图7所示，工作状态下，集成于可编程芯片5内的信号数据采集模块采集LED芯片的电压或电阻并输出到可编程芯片5的信号处理模块，信号处理模块根据电压或电阻与LED芯片温度的对应关系计算LED芯片结温并输出到温度显示模块，温度显示模块安装有温度显示软件，温度显示软件将LED芯片结温通过显示屏进行显示，这样可以随时、精确、连续监控LED芯片的工作温度状况，如果LED芯片结温超过预设的阈值则发出报警信号或切换到自动保护模式。

实施例6

一种LED显示屏，如图8所示，所述LED显示屏由实施例1-5所述的LED显示模组拼接而成，所述LED显示屏的显示功能由若干RGB显示单元7完成，1个RGB显示单元7即一个像素。本实施例LED显示屏克服LED芯片结温检测不准确、不能在LED产品现场实时连续监控等缺陷，具有温度检测准确、检测实时性好的优点。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种LED显示模组，所述显示模组包括基板以及通过封装胶封装在基板正面的一组或多组RGB LED芯片，其特征在于，所述显示模组还包括电连接的信号数据采集模块和信号处理模块，信号数据采集模块设置于基板上或直接与LED芯片正极和负极连接;

所述LED显示模组还包括LED驱动模块， LED驱动模块对LED芯片进行驱动，所述信号数据采集模块、信号处理模块和LED驱动模块集成于同一块的可编程芯片中，所述可编程芯片设置于基板的正面；

所述信号数据采集模块为电压/电阻采集电路, 所述电压/电阻采集电路与LED芯片的正极和负极连接。

2.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于，所述信号数据采集模块为温度传感器，温度传感器预埋在基板上靠近LED芯片的位置。

3.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于，所述信号处理模块外接有温度显示模块，所述温度显示模块通过显示屏显示LED芯片温度。

4.根据权利要求3所述的LED显示模组，其特征在于，所述温度显示模块还连接有温度报警模块，当LED芯片结温超过预设的阈值时，温度报警模块发出报警信号。

5.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于所述信号处理模块为可编程芯片。

6.根据权利要求5所述的LED显示模组，其特征在于，所述可编程芯片设置于所述基板的正面。

7.根据权利要求5所述的LED显示模组，其特征在于，所述可编程芯片采用FPGA芯片。

8.一种LED显示屏，其特征在于，所述LED显示屏由权利要求1-7任一项所述的LED显示模组拼接而成。