CN106486026A - 一种cob显示模块的封装方法及其显示模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种COB显示模块的封装方法及其显示模块。所述COB显示模块的封装方法包括：S1：制备基板，该基板包括层叠设置的上层线路板和下层线路板，上层线路板上设置N个LED发光单元安装区，其中N为大于或等于1的整数，在下层线路板设置至少一个贯穿下层线路板的通孔；S2：在上层线路板的LED发光单元安装区固定安装LED发光单元；S3：在上层线路板表面封装一保护层，并使其包覆LED发光单元；S4：沿LED发光单元安装区的边界进行穿透保护层和上层线路板的切割，形成流道；S5：通过该下层线路板的通孔将边界材料注入流道内，形成遮光层。本发明的封装方法，注胶容易，所形成遮光层完全阻隔相邻LED发光单元相互混光现象，提高对比度。

Description

一种COB显示模块的封装方法及其显示模块

技术领域

本发明属于光电器件的制造领域，具体涉及一种COB显示模块的封装方法及其显示模块。

背景技术

近年来，LED显示技术得到了快速的发展，深受人们的青睐，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。随着LED显示技术的发展，产品日益向高密度、小间距及全彩化等高分辨率的方向发展。目前，RGB显示分立器件的最小尺寸范围是0.5-1.0mm，单一器件小型化面临着芯片组装、封装及测试等诸多问题，并且RGB显示分立器件的小型化制造成本偏高。此外采用分立器件，进行显示屏集成时，受安装间距的影响，导致显示屏的集成密度降低。

COB技术(Chil-on-Board)也称为“芯片直接贴装技术”，是指将裸芯片直接粘贴在线路板上，然后进行引线键合，再用有机胶将芯片和引线包封保护的工艺。超小间距COB显示模块化是解决RGB LED小型化的有效手段，在同一基板表面上设置多个发光单元，每一个发光单元分别由一个红光LED芯片、一个绿光LED芯片和一个蓝光LED芯片组成，并利用板上线路进行线路互联大大降低了RGB LED小型化显示的集成难度。但超小间距COB显示模块化面临的一个问题是相邻封装显示单元的芯片发光会相互干扰，导致显示对比度下降。为了解决这一问题，现有技术中利用黑色封装材料将RGB显示单元隔离提高COB显示模块显示对比度。

如公开号为CN103531108的中国专利申请公开了一种LED显示屏及其封装方法，请参阅图1，其为该专利申请公开的LED显示屏剖面局部结构示意图，该显示屏包括：基板11、至少一块驱动芯片12以及至少一发光单元13；该发光单元13设置在基板11正面，该驱动芯片12焊接在基板11背面，其通过基板11与发光单元13电连接，用于驱动控制发光单元；在发光单元13上覆盖设置有保护层15，在每个发光单元13之间的保护层15中通过模压模型方式设置有切缝16，该切缝16的深度小于保护层15的厚度，利用点胶机在该切缝中填充有掺杂黑色素的环氧树脂AB胶作为遮光层，使得一部分发光单元13所发出的光线被遮光层吸收或发生反射现象，进而减少相邻两组发光单元13之间所发出的光线的混光现象，提高显示对比度。

但是由于该切缝16通过模压模型设置形成，切缝16设置的深度小于保护层15的厚度，切缝16未接触基板11的上表面，导致相邻发光单元13发出的部分光线会通过切缝16下方与基板11上表面之间的保护层产生混光现象，不能完全避免混光现象；并且在切缝16底部未与空气连通，在切缝中填充环氧树脂AB胶时，容易产生填充不均匀或产生气泡等缺陷，所形成的遮光层不能有效吸收或者反射发光单元13所发出的光线。

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，提供一种低成本、操作简单、完全避免相邻发光单元混光现象的COB显示模块的封装方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种COB显示模块的封装方法，包括如下步骤：

步骤S1：制备基板：所述基板包括层叠设置的上层线路板和下层线路板，在上层线路板上设置N个LED发光单元安装区，其中N为大于或等于1的整数，在下层线路板上设置至少一个贯穿下层线路板的通孔，该通孔与上层线路板的LED发光单元安装区边界处正对；

步骤S2：固晶：在上层线路板的LED发光单元安装区固定安装LED发光单元；

步骤S3：封装：在固装有LED发光单元的上层线路板上表面封装一保护层，并使其包覆LED发光单元；

步骤S4：切割流道：沿LED发光单元安装区的边界进行穿透保护层及上层线路板的切割，形成与下层线路板的通孔连通的流道；

步骤S5：注胶：通过该下层线路板的通孔将边界材料注入流道内，形成遮光层。

相对于现有技术，本发明的COB显示模块封装方法将流道的深度穿透保护层及上层线路板，并通过下层线路板底部通孔注入的方式在流道上形成遮光层，该遮光层可完全阻隔基板上相邻两LED发光单元的混光干扰，提高其显示对比度。通过下层线路板设置的通孔注入边界材料，降低了边界材料的注入难度。

进一步，在所述步骤S4中，所述流道的切割深度大于或等于保护层与上层线路板的厚度之和，并且小于保护层与基板的厚度之和。通过设置流道的切割深度值，将边界材料通过通孔注入至流道中，形成嵌入基板表面的遮光层，完全阻隔上层线路板上相邻LED发光单元之间的相互混光现象，提高显示对比度。

进一步，所述通孔与上层线路板的LED发光单元安装区边界交汇处正对。将通孔设置在此位置，注胶过程中，边界材料通过通孔可实现多流道流入，降低了边界材料的注入难度。

进一步，通过基板底部垂直注入或者基板底部侧面注入边界材料。注胶方式多样，可根据实际需要选择不同注胶方式，满足实际需求。

进一步，在所述步骤S5中，将设有凹槽的模具设置在下层线路板的底面，所述模具的凹槽内注入边界材料；通过凹槽将边界材料分配到下层线路板的通孔中，进而流入所述流道内形成遮光层，并在所述下层线路板底面形成平衡层。采用这种方法，边界材料可通过多个通孔和流道进行填充，降低了注入难度，并且利用边界材料自身的流动性，使得填充均匀平整不易产生气泡等。在形成遮光层的同时，形成了平衡层，可避免应力集中导致的COB显示模块变形。

进一步，在所述步骤S1中，还包括步骤：在下层线路板底面设置沟道；在所述步骤S5中，同时在所述沟道内注入边界材料，以在该沟道内形成平衡层。得到边界材料双面成型的COB显示模块，具有极好的应力平衡作用，可以避免COB显示模块变形。

同时，本发明还提供了采用所述封装方法制造的显示模块。

一种COB显示模块，包括基板、LED发光单元、保护层和遮光层。所述基板包括层叠设置的上层线路板和下层线路板，所述上层线路板上设置有N个LED发光单元安装区，其中N为大于或等于1的整数，所述LED发光单元分别设置在LED发光单元安装区内，所述保护层覆盖在该上层线路板的上表面并包覆其上的LED发光单元；在每个LED发光单元安装区边界上刻有穿透保护层和上层线路板的流道，所述下层线路板上设置至少一个贯穿下层线路板的通孔，所述通孔与所述流道连通；所述遮光层以注入的方式通过所述通孔填充在所述流道内。

相对于现有技术，本发明的COB显示模块，在相邻LED发光单元间设置的边界材料为共用边界，提高边界材料的利用率，缩小了发光单元之间的间距，且遮光层嵌入基板表面，完全避免了相邻发光单元混光现象，在保证集成密度增加的同时提高了显示对比度。

进一步，所述流道深度大于或等于保护层与上层线路板的厚度之和，并且小于保护层与基板的厚度之和。因而填充于所述流道内的遮光层嵌入基板表面，完全阻隔上层线路板上相邻LED发光单元之间的相互混光现象，提高显示对比度。

进一步，所述下层线路板的底面设置有平衡层，所述平衡层嵌入该下层线路板的底面或覆盖在该下层线路板的底面。在底面设置平衡层，边界材料双面成型，可避免因应力集中导致的COB显示模块的变形。

进一步，所述流道的深度为0.08-0.3mm。

进一步，所述平衡层为网状或树枝状。通过设置不同形状的平衡层，提供相应的应力平衡作用，避免COB显示模块变形。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是现有技术中一种LED显示屏剖面局部结构示意图。

图2是本发明实施例1的COB显示模块封装方法的步骤流程图。

图3是本发明实施例1制备基板底部的俯视图。

图4是图3在a-a’方向的剖面图。

图5是本发明实施1例固晶后的俯视图。

图6是图5在b-b’方向的剖面图。

图7是本发明实施1例封装后的俯视图。

图8是图7在c-c’方向的剖面图。

图9是本发明实施1例切割流道后的俯视图。

图10a是图9在d-d’方向的剖面图。

图10b是图9在e-e’方向的剖面图。

图11是本发明实施例1注胶后的俯视图。

图12是图11在f-f’方向的剖面图。

图13是本发明实施例1从底部垂直注胶的示意图。

图14是本发明实施例1从底部侧面注胶的示意图。

图15是本发明实施例2注胶后底部的俯视图。

具体实施方式

实施例1

请参阅图2，其为本发明的COB显示模块的封装方法步骤流程图，本发明的COB显示模块的封装结构可以通过以下步骤实现：

步骤S1：制备基板100。

请参阅图3和图4，其分别是本发明步骤S1的基板100底部俯视图和剖面图。在本实施例中，该基板100包括层叠设置的上层线路板120和下层线路板140，所述上层线路板120和所述下层线路板140均可以是单层线路板或者多层线路板。在所述上层线路板120上设置N个用以安放N组发光单元的LED发光单元安装区122，其中N为大于或等于1的整数。该步骤中设置的LED发光单元安装区122小于1.0mm*1.0mm。所述下层线路板140设有驱动及控制电路，其通过上层线路板120控制驱动每个发光单元的发光。在所述下层线路板140上设置至少一个通孔142，所述通孔142与上层线路板120的LED发光单元安装区122的边界处正对，在本实施例中，所述通孔142与上层线路板120的LED发光单元安装区122边界交汇处正对。

步骤S2：固晶。

请参阅图5和图6，其分别是本发明步骤S2的俯视图和剖面图。在所述上层线路板120上的各个LED发光单元安装区122上分别固定安装LED发光单元200。在本实施例中，所述LED发光单元200为一组RGB LED芯片，包含一个红光LED芯片、一个绿光LED芯片和一个蓝光LED芯片。

步骤S3：封装。

请参阅图7和图8，其分别是本发明步骤S3的俯视图和剖面图。在固定有LED发光单元200的上层线路板120的表面上覆盖一保护层300，使其包覆每一个LED发光单元200，之后进行固化。其中，所述保护层是硅胶、硅树脂、环氧树脂中的一种或几种或者是上述材料中的一种或几种与碳粉的混合物，形成厚度范围为0.2-1.0mm的透明层或半透明层。

步骤S4：切割流道。

请参阅图9，其是发明步骤S4的俯视图，同时参阅图10a和图10b，其分别是发明步骤S4在d-d’和e-e’方向上的剖面图。待保护层300固化后，使用划片机沿所述LED发光单元安装区122的边界进行穿透保护层300及上层线路板120的切割，直至露出下层线路板的通孔。在本实施例中，其切割深度大于或等于所述保护层300的厚度与所述上层线路板120厚度之和并且小于保护层300的厚度与基板100厚度之和，在上层线路板120上形成与下层线路板140上的通孔142连通的流道124。所述流道124的深度为0.08-0.3mm。在步骤S4中，不局限于使用划片机切割流道，使用其他具有切割作用、可以切割形成该流道的设备均可。

步骤S5：注胶。

请参阅图11、图12，其分别是本发明步骤S5的俯视图、剖面图。从下层线路板140的底面，通过通孔142将边界材料注入至流道124内，所述边界材料填充流道124和通孔142，用以在相邻LED发光单元安装区122之间形成遮光层400，从而有效阻隔相邻两发光单元之间相互混光的影响。所述边界材料为黑色封装胶体材料。所述注胶过程可采用注射、传递塑封或模压塑封等方法。所述注胶方式可以是通过基板底部垂直注入和基板底部侧面注入。具体的，请参阅图13和图14，其分别为在基板100底部垂直注胶和在基板100底部侧面注胶的示意图，通过预先设置的与流道124相连通的通孔142注入边界材料，降低了注入难度。

通过上述步骤，得到相邻发光单元共用边界材料的COB显示模块，提高边界材料利用率，进一步缩小发光单元的间距，并且完全避免了相邻发光单元相互混光的现象。

基于上述的方法，本发明还提供一种COB显示模块。请参阅图11、图12，其分别为COB显示模块的俯视图及剖面图。该COB显示模块包括基板100、LED发光单元200、保护层300和遮光层400。

在本实施例中，所述基板100包括上层线路板120和下层线路板140，所述上层线路板120和所述下层线路板140均可以是单层线路板或者多层线路板。所述上层线路板120置于下层线路板140上。所述上层线路板120上设置N个LED发光单元安装区122，其中N为大于或等于1的整数。所述LED发光单元200分别设置在LED发光单元安装区122内，在本实施例中，每一个LED发光单元200为一组RGB LED芯片。所述保护层300覆盖在该上层线路板120的上表面，并包覆其上的LED发光单元200。在保护层300和上层线路板120位于每个LED发光单元安装区122边界上刻有流道124，所述流道124的深度大于或等于保护层300与第一层线路板120的厚度之和并且小于保护层300与基板100的厚度之和。所述下层线路板140设有驱动及控制电路，其通过上层线路板控制驱动每一个发光单元的发光，在所述下层线路板140上设置至少一个通孔142，该通孔142与所述上层线路板120的流道124连通。在本实施例中，所述通孔142与所述上层线路板120的LED发光单元安装区122边界交汇处正对。通过向该通孔142注入边界材料，在位于相邻LED发光单元安装区122之间的流道124内形成嵌入该保护层300和基板100上的遮光层400。在本实施例中，所述保护层300为厚度为0.2-1.0mm的透明层或半透明层，其是硅胶、硅树脂、环氧树脂中的一种或几种或是上述材料中的一种或几种与碳粉的混合物。所述遮光层400为黑色封装胶体材料。

在本实施例中，在相邻LED发光单元安装区122之间形成遮光层400，所述遮光层400嵌入保护层300和基板100上表面，完全阻断相邻LED发光单元200发出光线的混光现象，并且所述遮光层400为相邻LED发光单元安装区122共用，进一步缩小LED发光单元200的间距，提高集成密度。

实施例2

本实施例与实施例1内容基本相同，其区别在于COB显示模块的封装方法步骤S5以及COB显示模块的结构。

在步骤S5中，利用模具注入边界材料，所述模具上设置有凹槽，将基板100置于模具中，其中，下层线路板140的底面与所述模具的凹槽相接触。在注入过程中，从模具注入边界材料，采用一定的注射压力，使边界材料从下层线路板140底部通过模具上的凹槽，分配到通孔142中并流入流道124内，并且在下层线路板140底面形成与模具凹槽形状相对应的平衡层500。通过这种注入方式，实现边界材料多流道注入，使边界材料填充更均匀，不会产生气泡，填充更平整。请参阅图15，其为本实施例注胶后底部的俯视图，在上层线路板120正面和下层线路板140底面均形成网格状边界，通过该方法得到的是边界材料双面成型的COB显示模块，通过模具调整下层线路板140底面平衡层500的厚度，平衡COB显示模块正反两面的收缩程度，避免应力向一侧集中，进而避免COB显示模块变形。在步骤S5中，所述平衡层500的形状不局限于网格状，可以为树枝状等其他形状，平衡层500的形状是根据模具凹槽设置的形状进行调整。

请参阅图15，基于上述的方法，本发明还提供一种COB显示模块，进一步在下层线路板140底部设置网格状平衡层500，所述平衡层500由模具形成，所述平衡层500的厚度可通过模具进行调整，所述平衡层500由边界材料固化形成，所述COB显示模块为边界材料双面成型，可避免应力集中，避免COB显示模块变形。所述平衡层500的形状不局限于网格状，还可以为树枝状等其他形状。

实施例3

本实施例与实施例1内容基本相同，其区别在于COB显示模块的封装方法步骤S1、步骤S5以及COB显示模块的结构。

在步骤S1中，进一步利用模具或切割的方式在下层线路板140底面设置沟道，所述沟道同时与该下层线路板上的通孔连通，其形状和深度可根据实际设计调整，所述沟道形状为网格状，也可以为树枝状等形状。

在步骤S5中，在所述沟道内注入边界材料，边界材料通过沟道被分配到通孔中，以在下层线路板140底面形成嵌入在所述沟道及通孔内的平衡层，通过该方法得到的是边界材料双面成型的COB显示模块，通过调整下层线路板140底面的凹槽深度，平衡COB显示模块正反两面的收缩程度，避免应力向一侧集中，进而避免COB显示模块变形。

基于上述的方法，本发明还提供一种COB显示模块，进一步在下层线路板140底面设置沟道，所述沟道由模具加工形成或使用划片机切割的方式形成，所述沟道的形状和深度可根据设计进行调整。所述沟道内填充有边界材料以形成平衡层。在本实施例中，所述COB显示模块为边界材料双面成型，可避免应力集中，避免COB显示模块变形。所述沟道的形状为网格状，也可以为树枝状等形状。

另外，本发明所涉及的一种COB显示模块的封装方法及其显示模块还具有其它变形实施例，例如：

(1)所述基板100不局限于仅包括上层线路板和下层线路板，只要所述基板100包括至少两层线路板即可，当所述基板包括线路板层数大于两层时，上层线路板120的结构设置不变，而除去上层线路板120外的其余线路板需要设置至少一个贯穿其余线路板的通孔142，其他方法和结构不变。

(2)所述LED发光单元200不仅可以是一组RGB LED芯片，还可以是多组RGB LED芯片或者一组RGB LED芯片与一个白光LED芯片的组合，其他方法和结构不变。

相对于现有技术，本发明在下层线路板140上设置至少一个贯穿下层线路板140的通孔142，在所述发光单元安装区122的边界进行穿透保护层300和上层线路板120的切割，形成与通孔142连通的流道124，再通过通孔142注入边界材料至流道124内，形成遮光层，有效阻断相邻两发光单元之间混光的现象。在本发明的显示模块结构中，在保护层300和下层线路板120位于每个LED发光单元安装区边界上刻有流道，在下层线路板140上设置至少一个贯穿下层线路板140的通孔142，所述通孔142与所述流道124连通，所述遮光层400通过注入的方式填充在所述流道内，完全避免相邻LED发光单元混光的现象，并且所述遮光层400为相邻LED发光单元安装区122共用，缩小发光单元之间的间距，实现高密度封装。此外在下层线路板140底部设置有嵌入或覆盖下层线路板140底面的平衡层，得到的是边界材料双面成型的COB显示模块，具有极好的应力平衡作用，可以避免COB显示模块变形。

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COB显示模块的封装方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：制备基板：所述基板包括层叠设置的上层线路板和下层线路板，在上层线路板上设置N个LED发光单元安装区，其中N为大于或等于1的整数，在下层线路板上设置至少一个贯穿下层线路板的通孔，该通孔与上层线路板的LED发光单元安装区边界处正对；

步骤S2：固晶：在上层线路板的LED发光单元安装区固定安装LED发光单元；

步骤S3：封装：在固装有LED发光单元的上层线路板上表面封装一保护层，并使其包覆LED发光单元；

步骤S4：切割流道：沿LED发光单元安装区的边界进行穿透保护层及上层线路板的切割，形成与下层线路板的通孔连通的流道；

步骤S5：注胶：通过该下层线路板的通孔将边界材料注入流道内，形成遮光层。

2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于：所述流道的切割深度大于或等于保护层与上层线路板的厚度之和，并且小于保护层与基板的厚度之和。

3.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于：所述通孔与上层线路板的LED发光单元安装区边界交汇处正对。

4.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于：通过基板底部垂直注入或者基板底部侧面注入边界材料。

5.根据权利要求1-4中任意一权利要求所述的封装方法，其特征在于：在所述步骤S5中，将设有凹槽的模具设置在下层线路板的底面，所述模具的凹槽内注入边界材料；通过凹槽将边界材料分配到下层线路板的通孔中，进而流入所述流道内形成遮光层，并在所述下层线路板底面形成平衡层。

6.根据权利要求1-4中任意一权利要求所述的封装方法，其特征在于：在所述步骤S1中，还包括步骤：在下层线路板底面设置沟道；在所述步骤S5中，同时在所述沟道内注入边界材料，以在该沟道内形成平衡层。

7.一种COB显示模块，其特征在于：包括基板、LED发光单元、保护层和遮光层，所述基板包括层叠设置的上层线路板和下层线路板，所述上层线路板上设置有N个LED发光单元安装区，其中N为大于或等于1的整数，所述LED发光单元分别设置在LED发光单元安装区内，所述保护层覆盖在该上层线路板的上表面并包覆其上的LED发光单元；在每个LED发光单元安装区边界上刻有穿透保护层和上层线路板的流道，所述下层线路板上设置至少一个贯穿下层线路板的通孔，所述通孔与所述流道连通；所述遮光层以注入的方式通过所述通孔填充在所述流道内。

8.根据权利要求7所述的COB显示模块，其特征在于：所述流道深度大于或等于保护层与上层线路板的厚度之和并且小于保护层与基板的厚度之和。

9.根据权利要求7或8所述的COB显示模块，其特征在于：所述下层线路板的底面设置有平衡层，所述平衡层嵌入该下层线路板的底面或覆盖在该下层线路板的底面。

10.根据权利要求9所述的COB显示模块，其特征在于：所述流道的深度为0.08-0.3mm。

11.根据权利要求9所述的COB显示模块，其特征在于：所述平衡层为网格状或树枝状。