CN108022526A - 一种发光二极管芯片和驱动集成电路的封装结构及显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种发光二极管芯片和驱动集成电路的封装结构及显示屏，发光二极管和驱动芯片的封装结构包括电路基板、发光二极管、驱动芯片、第一焊盘、第一保护层、第二保护层，发光二极管固定在电路基板的第一面并与电路基板电连接，驱动芯片和第一焊盘均固定在电路基板的第二面，第一焊盘排列在驱动芯片的两侧，第一保护层封装发光二极管并与第一面贴合，第二保护层封装驱动芯片并与第二面贴合。本发明提出的发光二极管芯片和驱动集成电路的封装结构及显示屏，可以实现像素间距在0.7mm以下，同时能解决像素间距变小导致的恒流精度不足，刷新频率低等显示问题；且提升了生产效率；可维修，降低了使用成本，适用于工业化大规模的生产及加工。

Description

一种发光二极管芯片和驱动集成电路的封装结构及显示屏

技术领域

本发明涉及LED显示屏领域，尤其是一种发光二极管芯片和驱动集成电路的封装结构及显示屏。

背景技术

在LED显示屏户内显示领域，高清、高分辨率一直是行业内研发的方向。LED显示屏高清意味着显示效果逼真、高刷新、低灰度均匀，高分辨率意味着单位面积内的像素增加，像素间距变小；像素密度的增加，在最大亮度有最大值的条件下会导致单颗发光二极管的使用电流变小。对于上述问题，现有高分辨率LED显示屏主要有两种解决方案，第(一)种：通过缩小SMD贴片灯管外形尺寸，解决像素间距变小导致的空间不足的情况，现阶段最小像素间距可以做到0.7～0.8mm,但由于SMD灯管变小后，灯管焊盘变小，焊接不良现象突出，无法量产。第(二)种：通过优化第(一)种方案，将SMD灯管中的发光二极管芯片直接固定于电路板上，驱动面不变(发光二极管COB技术)。这种方案确实能使像素间距变小，但是像素间距变小，像素密度增大，单颗发光二极管芯片的使用电流变小，而现有驱动恒流IC的恒流精度不够，无法适用，导致显示效果不佳，出现不均匀色块现象(在低灰度的情况下尤其突出)。而通过降低数据扫描数，可以使单颗发光二极管芯片上的使用电流增加，但是以降低刷新频率为代价的前提下实现的；同时这种方案还有一个缺点是发光二极管的维修难度高，模组由于维修报废导致使用成本变高。因此有必要提供一种发光二极管芯片和驱动集成电路的封装结构及显示屏，可以克服上述缺陷，解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种发光二极管芯片和驱动集成电路的封装结构及显示屏，可以实现像素间距在0.7mm以下，同时能解决像素间距变小导致的恒流精度不足，刷新频率低等显示问题；且提升了生产效率；可维修，降低了使用成本，适用于工业化大规模的生产及加工。

本发明通过以下技术方案实现的：

本发明提出一种发光二极管和驱动芯片的封装结构，所述发光二极管和驱动芯片的封装结构包括电路基板、发光二极管、驱动芯片、第一焊盘、第一保护层、第二保护层，所述发光二极管固定在所述电路基板的第一面并与所述电路基板电连接，所述驱动芯片和所述第一焊盘均固定在所述电路基板的第二面，所述第一焊盘排列在所述驱动芯片的两侧，所述第一面和所述第二面相对设置，所述第一保护层封装所述发光二极管并与所述第一面贴合，所述第二保护层封装所述驱动芯片并与所述第二面贴合，所述第一焊盘置于所述第二保护层外。

进一步的，所述发光二极管具有多个，多个所述发光二极管等距离安装在所述电路基板上，多个所述发光二极管两两之间存在第一缝隙。

进一步的，当所述第一保护层封装所述发光二极管并与所述第一面贴合时，所述第一保护层填充所述第一缝隙。

进一步的，所述发光二极管和驱动芯片的封装结构还包括多个有序排列的连接线，所述连接线一端插入所述驱动芯片，另一端插入第二面，通过所述连接线，所述驱动芯片和所述电路基板电性连接。

进一步的，当所述第二保护层封装所述驱动芯片时，所述第二保护层同时封装所述连接线。

进一步的，所述驱动芯片具有多个，且多个所述驱动芯片两两之间具有第二缝隙，所述第二保护层填充所述第二缝隙。

进一步的，所述第一保护层和所述第二保护层封装后，从横截面上看，所述第一保护层为方形，所述第二保护层上方为半圆形。

本发明还提供一种LED显示屏，包括基板及安装在所述基板上的电源接口和信号接口，所述LED显示屏包括多个如上所述的发光二极管和驱动芯片的封装结构，所述发光二极管和驱动芯片的封装结构固定安装在所述基板上。

进一步的，所述基板包括多个安装位和多个信号电源分配板，所述安装位和所述信号电源分配板间隔设置，所述信号电源分配板与所述电源接口、所述信号接口电性连接，所述发光二极管和驱动芯片的封装结构安装在所述安装位中。

进一步的，所述LED显示屏还设有多个第二焊盘，当所述发光二极管和驱动芯片的封装结构安装在所述安装位时，驱动芯片、第二保护层、连接线插入所述安装位中，第一焊盘和所述第二焊盘焊接固定。

本发明的有益效果：

本发明提出的发光二极管芯片和驱动集成电路的封装结构及显示屏，可以实现像素间距在0.7mm以下，同时能解决像素间距变小导致的恒流精度不足，刷新频率低等显示问题；且提升了生产效率；可维修，降低了使用成本，适用于工业化大规模的生产及加工。

附图说明

图1为本发明的显示屏的正面结构示意图；

图2为本发明的显示屏的背面结构示意图；

图3为本发明的显示屏的截面结构示意图；

图4-图6为本发明的显示屏的基板的结构示意图；

图7-图10为本发明发光二极管芯片和驱动集成电路的封装结构的不同角度的结构示意图；

图11为本发明发光二极管芯片和驱动集成电路的封装结构之间的级联示意图。

具体实施方式

为了更加清楚、完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。

请参考图1-图6，本发明提出一种LED显示屏，所述LED显示屏包括基板20及安装在所述基板20上的电源接口30和信号接口40，所述LED显示屏包括多个如上所述的发光二极管和驱动芯片的封装结构10，所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10固定安装在所述基板20上。

在本实施方式中，通过所述基板20上的电源接口30和信号接口40，可以对所述LED显示屏输入电源和输入信号，所述LED显示屏的正面由多个发光二极管和驱动芯片的封装结构10拼接而成。

进一步的，所述基板20包括多个安装位200和多个信号电源分配板201，所述安装位200和所述信号电源分配板201间隔设置，所述信号电源分配板201与所述电源接口30、所述信号接口40电性连接，所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10安装在所述安装位200中。

在本实施方式中，所述基板20包括多个安装位200和多个信号电源分配板201，一个安装位200安装一个所述所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10，一个信号电源分配板201给一个所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10供电及输入信号，每个安装位200之间、每个信号电源分配板201之间都是独立工作的，一旦LED屏中的一个所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10发生故障，不会影响其他所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10的正常工作，利用这种方式，不仅可以提升了生产效率，适用于工业化大规模的生产及加工；而且可以单独维修所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10，无需维修整个LED屏，降低了使用和维修成本。

在本实施方式中，请参考图11，当输入信号经过编码由时钟信号推送进入引脚200，然后进入驱动芯片13，通过驱动芯片13对信号解码，并通过内部解码以扫描形式(扫描数可任意)，将RGB及灯管驱动电压信号分别输送到发光二极管12进行数据分配，以显示各种色彩。后续通过驱动芯片13级联输出至下一个所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10，级联数可任意配置。

进一步的，所述LED显示屏还设有多个第二焊盘50，当所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10安装在所述安装位200时，驱动芯片13、第二保护层16、连接线17插入所述安装位200中，第一焊盘14和所述第二焊盘50焊接固定。

在本实施方式中，所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10通过第一焊盘14以SMD方式贴装并焊在所述第二焊盘50上，通过风筒或返修台等工具，可以置换有故障的所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10；所述LED显示屏的面积一定时，所述LED显示屏的生产效率与所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10大小以及发光二极管12芯片数量有关，如所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10越大，所述LED显示屏的生产效率越高。

在本实施方式中，当所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10安装在所述安装位200时，设置驱动芯片13、第二保护层16、连接线17插入所述安装位200中，隐藏所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10的第二面111上的结构，使得LED屏构造美观，同时将所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10的第一面110上的结构安装平整，即发光二极管12平整，提高LED屏的显示精度。

进一步的，请参考图7-图10，所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10包括电路基板11、发光二极管12、驱动芯片13、第一焊盘14、第一保护层15、第二保护层16，所述发光二极管12固定在所述电路基板11的第一面110并与所述电路基板11电连接，所述驱动芯片13和所述第一焊盘14均固定在所述电路基板11的第二面111，所述第一焊盘14排列在所述驱动芯片13的两侧，所述第一面110和所述第二面111相对设置，所述第一保护层15封装所述发光二极管12并与所述第一面110贴合，所述第二保护层16封装所述驱动芯片13并与所述第二面111贴合，所述第一焊盘14置于所述第二保护层16外。

在本实施方式中，所述发光二极管12固定在所述电路基板11的第一面110为正面，所述发光二极管12固定在所述电路基板11的第二面111为反面，所述电路基板11上为多层板，所述电路基板11内设置电源、信号传输线路，用于发光二极管12、驱动芯片13的相连接及实现驱动芯片13驱动所述发光二极管12工作，所述发光二极管12通过正装或倒装方式直接固定于所述电路基板11上，实现像素间距在0.7mm以下；将所述发光二极管12固定在所述电路基板11的第一面110并与所述电路基板11电连接，所述驱动芯片13和所述第一焊盘14均固定在所述电路基板11的第二面111，充分利用所述电路基板11的空间，解决了像素间距变小导致的空间不足的情况，且不会使得第一焊盘14变小导致焊接不良现象的出现，且可以实现量产，使得像素间距变小，像素密度增大，同时所述驱动芯片13通过Bonding线固定于所述电路基板11上，可以将扫描方式做到静态，并实现微安级恒流精度，解决像素间距变小导致的恒流精度不足，刷新频率低等显示问题。

在本实施方式中，所述第一焊盘14排列在所述驱动芯片13的两侧，使得第一焊盘14具备足够的安装空间，确保第一焊盘14的焊接质量。

在本实施方式中，所述第一保护层15封装所述发光二极管12并与所述第一面110贴合，所述第二保护层16封装所述驱动芯片13并与所述第二面111贴合，所述第一焊盘14置于所述第二保护层16外，所述第一保护层15保护所述发光二极管12，所述第二保护层16用于保护所述驱动芯片13。

进一步的，所述发光二极管12具有多个，多个所述发光二极管12等距离安装在所述电路基板11上，多个所述发光二极管12两两之间存在第一缝隙120。

在本实施方式中，多个所述发光二极管12两两之间存在第一缝隙120，所述第一缝隙120也具有多个，且所述第一缝隙120均相等，所述第一缝隙120的大小关于所像素间距的大小。

进一步的，当所述第一保护层15封装所述发光二极管12并与所述第一面110贴合时，所述第一保护层15填充所述第一缝隙120。

在本实施方式中，所述第一保护层15为透明的保护层，当所述第一保护层15封装所述发光二极管12并与所述第一面110贴合时，所述第一保护层15填充所述第一缝隙120，使得所述第一保护层15和所述发光二极管12配合紧密，进一步增加所述第一保护层15和所述发光二极管12之间的固定力，且装配的工艺更简单，进一步提升生产效率。

进一步的，所述发光二极管和驱动芯片的封装结构10还包括多个有序排列的连接线17，所述连接线17一端插入所述驱动芯片13，另一端插入第二面111，通过所述连接线17，所述驱动芯片13和所述电路基板11电性连接。

在本实施方式中，所述连接线17为Bonding线，一个轴线上的多个有序排列的连接线17之间互相平行，所述驱动芯片13的四周均设有所述连接线17连接固定，通过所述连接线17，所述驱动芯片13和所述电路基板11电性连接，且进一步增加所述驱动芯片13和所述电路基板11之间的固定力。

进一步的，当所述第二保护层16封装所述驱动芯片13时，所述第二保护层16同时封装所述连接线17。

在本实施方式中，当所述第二保护层16封装所述驱动芯片13时，所述第二保护层16同时封装所述连接线17，使得所述第二保护层16同时保护所述连接线17，且使得制造装配工艺更加简单。

进一步的，所述驱动芯片13具有多个，且多个所述驱动芯片13两两之间具有第二缝隙130，所述第二保护层16填充所述第二缝隙130。

在本实施方式中，多个所述驱动芯片13两两之间具有第二缝隙130，所述第二缝隙130给予所述连接线17的安装的空间，同时所述第二保护层16填充所述第二缝隙130，使得所述第二保护层16和所述连接线17和所述驱动芯片13紧密接触，进一步稳固所述第二保护层16和所述连接线17。

进一步的，所述第一保护层15和所述第二保护层16封装后，从横截面上看，所述第一保护层15为方形，所述第二保护层16上方为半圆形。

在本实施方式中，因为所述第一保护层15位于所述LED屏正面，制成方形有利于调整LED屏拼接时的平整度，因为所述第二保护层16位于所述LED屏背面，且装入所述安装位200，因此将所述第二保护层16上方为半圆形使得所述第二保护层16更好、更快地安装进所述安装位200。

当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种发光二极管和驱动芯片的封装结构，其特征在于，所述发光二极管和驱动芯片的封装结构包括电路基板、发光二极管、驱动芯片、第一焊盘、第一保护层、第二保护层，所述发光二极管固定在所述电路基板的第一面并与所述电路基板电连接，所述驱动芯片和所述第一焊盘均固定在所述电路基板的第二面，所述第一焊盘排列在所述驱动芯片的两侧，所述第一面和所述第二面相对设置，所述第一保护层封装所述发光二极管并与所述第一面贴合，所述第二保护层封装所述驱动芯片并与所述第二面贴合，所述第一焊盘置于所述第二保护层外。

2.根据权利要求1所述的发光二极管和驱动芯片的封装结构，其特征在于，所述发光二极管具有多个，多个所述发光二极管等距离安装在所述电路基板上，多个所述发光二极管两两之间存在第一缝隙。

3.根据权利要求2所述的发光二极管和驱动芯片的封装结构，其特征在于，当所述第一保护层封装所述发光二极管并与所述第一面贴合时，所述第一保护层填充所述第一缝隙。

4.根据权利要求1所述的发光二极管和驱动芯片的封装结构，其特征在于，所述发光二极管和驱动芯片的封装结构还包括多个有序排列的连接线，所述连接线一端插入所述驱动芯片，另一端插入第二面，通过所述连接线，所述驱动芯片和所述电路基板电性连接。

5.根据权利要求4所述的发光二极管和驱动芯片的封装结构，其特征在于，当所述第二保护层封装所述驱动芯片时，所述第二保护层同时封装所述连接线。

6.根据权利要求5所述的发光二极管和驱动芯片的封装结构，其特征在于，所述驱动芯片具有多个，且多个所述驱动芯片两两之间具有第二缝隙，所述第二保护层填充所述第二缝隙。

7.根据权利要求1所述的发光二极管和驱动芯片的封装结构，其特征在于，所述第一保护层和所述第二保护层封装后，从横截面上看，所述第一保护层为方形，所述第二保护层上方为半圆形。

8.一种LED显示屏，包括基板及安装在所述基板上的电源接口和信号接口，其特征在于，所述LED显示屏包括多个如权利要求1-7任一项所述的发光二极管和驱动芯片的封装结构，所述发光二极管和驱动芯片的封装结构固定安装在所述基板上。

9.根据权利要求8所述的LED显示屏，其特征在于，所述基板包括多个安装位和多个信号电源分配板，所述安装位和所述信号电源分配板间隔设置，所述信号电源分配板与所述电源接口、所述信号接口电性连接，所述发光二极管和驱动芯片的封装结构安装在所述安装位中。

10.根据权利要求9所述的LED显示屏，其特征在于，所述LED显示屏还设有多个第二焊盘，当所述发光二极管和驱动芯片的封装结构安装在所述安装位时，驱动芯片、第二保护层、连接线插入所述安装位中，第一焊盘和所述第二焊盘焊接固定。