CN108336078A - 一种led显示屏及矩阵型led模组 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于发光二极管领域，提供了一种LED显示屏及矩阵型LED模组。矩阵型LED模组包括线路板和发光层，线路板的正面固定有多个组成矩阵的LED单元，每个LED单元包括一颗红色LED芯片、一颗绿色LED芯片和一颗蓝色LED芯片，每列的LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片的正极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，每行的LED单元的红色LED芯片的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，每行的LED单元的绿色LED芯片的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，每行的LED单元的蓝色LED芯片的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通。本发明减少了做LED显示屏时的焊接点，提高了生产效率，且做高密度LED显示屏时，良率高。

Description

一种LED显示屏及矩阵型LED模组
技术领域
本发明属于发光二极管领域，尤其涉及一种LED显示屏及矩阵型LED模组。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种固态的半导体器件，可以直接把电转化为光。LED采用电场发光，改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理。LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。
LED的光谱几乎全部集中于可见光频段。LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256＝16777216种颜色，形成不同光色的组合，变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。
随着LED技术的不断发展，LED显示屏越来越多地应用在室内、户外等多种场合。LED显示屏一般由若干LED模组拼装而成。
户内LED显示屏的发展趋势是高清晰度，高密度，高对比度，低成本，节能。随着LED材料和工艺的提升，LED显示屏点间距从P10到P6、P5；再到现在的P3、P2.5、P2.0、P1.75、P1.5、P1.25，向着点密度越来越高，点间距越来越小的方向发展。
现有技术高密度LED显示屏，例如点间距P0.8、P1.0、P1.25、P1.5、P1.75、P2.0的LED显示屏，所用的LED芯片及贴片LED在生产工艺上存在缺陷。对于芯片型LED灯通常在线路板上固晶焊线，然后进行液态注模工艺成型(即模造生产工艺)，然后切割成单颗有红、绿、蓝晶片组合的LED结构，其缺陷是LED显示屏在使用时，每个LED结构需要进行四个焊盘连接，生产效率低，且由于现有技术是采用单个LED芯片或单个贴片LED单独进行封装，因此做高密度LED显示屏时，良率不高，返修困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED显示屏及矩阵型LED模组，旨在解决现有技术做高密度LED显示屏时，良率不高，返修困难的问题。
第一方面，本发明提供了一种矩阵型LED模组，所述矩阵型LED模组包括线路板和发光层，其中，线路板的正面固定有多个LED单元，多个LED单元组成矩阵，每个LED单元包括一颗红色LED芯片、一颗绿色LED芯片和一颗蓝色LED芯片，每列的LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片的正极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同列的LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片的正极对应的焊盘不同，每行的LED单元的红色LED芯片的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的红色LED芯片的负极对应的焊盘不同，每行的LED单元的绿色LED芯片的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的绿色LED芯片的负极对应的焊盘不同，每行的LED单元的蓝色LED芯片的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的蓝色LED芯片的负极对应的焊盘不同；所述发光层具有多个凸起的发光区，发光层的发光区和线路板的LED单元对应，发光层的多个发光区分别罩在线路板的多个LED单元的上方。
进一步地，红色LED芯片的正极、绿色LED芯片的正极和蓝色LED芯片的正极分别通过导线焊接在位于线路板正面的第一焊盘，蓝色LED芯片的负极通过导线焊接在位于线路板正面的第二焊盘，绿色LED芯片的负极通过导线焊接在位于线路板正面的第三焊盘，第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘和红色LED芯片的负极分别通过线路板内部的导电孔与位于线路板底面的第一底面焊盘、第二底面焊盘、第三底面焊盘和第四底面焊盘导通。
第二方面，本发明提供了一种矩阵型LED模组，所述矩阵型LED模组包括线路板和发光层，其中，线路板的正面固定有多个LED单元，多个LED单元组成矩阵，每个LED单元包括一颗红色LED芯片、一颗绿色LED芯片和一颗蓝色LED芯片，每列的LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同列的LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片的负极对应的焊盘不同，每行的LED单元的红色LED芯片的正极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的红色LED芯片的正极对应的焊盘不同，每行的LED单元的绿色LED芯片的正极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的绿色LED芯片的正极对应的焊盘不同，每行的LED单元的蓝色LED芯片的正极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的蓝色LED芯片的正极对应的焊盘不同；所述发光层具有多个凸起的发光区，发光层的发光区和线路板的LED单元对应，发光层的多个发光区分别罩在线路板的多个LED单元的上方。
进一步地，红色LED芯片的负极、绿色LED芯片的负极和蓝色LED芯片的负极分别通过导线焊接在位于线路板正面的第一焊盘，蓝色LED芯片的正极通过导线焊接在位于线路板正面的第二焊盘，绿色LED芯片的正极通过导线焊接在位于线路板正面的第三焊盘，第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘和红色LED芯片的正极分别通过线路板内部的导电孔与位于线路板底面的第一底面焊盘、第二底面焊盘、第三底面焊盘和第四底面焊盘导通。
进一步地，每个LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片呈“一字形”排列。
进一步地，所述矩阵型LED模组还包括黑色网状层，黑色网状层具有多个网孔，黑色网状层的网孔与线路板的LED单元和发光层的发光区对应，黑色网状层的多个网孔分别套设在发光层的多个发光区外。
进一步地，位于线路板底面的焊盘平均分布于线路板底面的四条边，当多个矩阵型LED模组焊接成LED显示屏时，位于多个矩阵型LED模组的线路板底面的焊盘交错排列。
第三方面，本发明提供了一种LED显示屏，所述LED显示屏包括一个或多个上述的矩阵型LED模组。
在本发明中，由于将多个LED单元组成矩阵型LED模组，因此，相对于现有技术减少了做LED显示屏时的焊接点，提高了生产效率，且做高密度LED显示屏时，良率高。又由于每个LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片呈“一字形”排列，可以达到均质的视频显示效果和较高的色彩逼真度。又由于矩阵型LED模组还包括黑色网状层，黑色网状层具有多个网孔，黑色网状层的网孔与线路板的LED单元和发光层的发光区对应，黑色网状层的多个网孔分别套设在发光层的多个发光区外，从而增加了LED显示屏的黑屏效果，提升LED显示屏的对比度，消除杂散光问题。又由于位于线路板底面的焊盘平均分布于线路板底面的四条边，当多个矩阵型LED模组焊接成LED显示屏时，位于多个矩阵型LED模组的线路板底面的焊盘交错排列，因此多个矩阵型LED模组焊接成LED显示屏时，可以避免因为间距密而导致的SMT焊接连焊。
附图说明
图1是本发明实施例提供的包括16个LED单元的矩阵型LED模组的分解图。
图2是本发明实施例提供的包括16个LED单元的矩阵型LED模组的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的包括16个LED单元的矩阵型LED模组的电路示意图。
图4是本发明实施例提供的包括16个LED单元的矩阵型LED模组的线路板的底面示意图。
图5是本发明实施例提供的包括16个LED单元的矩阵型LED模组的LED单元的红、绿、蓝LED芯片的固晶焊线示意图。
图6是本发明实施例提供的包括16个LED单元的矩阵型LED模组的LED单元的红、绿、蓝LED芯片的正负极示意图。
图7是本发明实施例提供的包括16个LED单元的矩阵型LED模组的另一电路示意图。
图8是本发明实施例提供的包括16个LED单元的矩阵型LED模组的LED单元的红、绿、蓝LED芯片的另一固晶焊线示意图。
图9是本发明实施例提供的包括4个LED单元的矩阵型LED模组的电路示意图。
图10是本发明实施例提供的包括4个LED单元的矩阵型LED模组的线路板的底面示意图。
图11是本发明实施例提供的包括64个LED单元的矩阵型LED模组的电路示意图。
图12是本发明实施例提供的包括64个LED单元的矩阵型LED模组的线路板的底面示意图。
图13是利用多个本发明实施例提供的矩阵型LED模组焊接成LED显示屏时，多个矩阵型LED模组的线路板底面拼接后示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
请参阅图1至图6，是本发明实施例提供的矩阵型LED模组包括线路板11和发光层12，其中，线路板11的正面固定有16个LED单元111，每个LED单元111包括一颗红色LED芯片1111、一颗绿色LED芯片1112和一颗蓝色LED芯片1113，红色LED芯片1111的正极11111、绿色LED芯片1112的正极11121和蓝色LED芯片1113的正极11131分别通过导线焊接在位于线路板正面的第一焊盘1114，蓝色LED芯片1113的负极11132通过导线焊接在位于线路板正面的第二焊盘1115，绿色LED芯片1112的负极11122通过导线焊接在位于线路板正面的第三焊盘1116，第一焊盘1114、第二焊盘1115、第三焊盘1116和红色LED芯片1111的负极(图未示，位于正极的对面端)分别通过线路板内部的导电孔与位于线路板底面的第一底面焊盘1、第二底面焊盘15、第三底面焊盘16和第四底面焊盘9导通。16个LED单元111组成4*4的矩阵，每列的LED单元111的红色LED芯片1111、绿色LED芯片1112和蓝色LED芯片1113的正极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同列的LED单元111的红色LED芯片1111、绿色LED芯片1112和蓝色LED芯片1113的正极对应的焊盘不同，每行的LED单元111的红色LED芯片1111的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元111的红色LED芯片1111的负极对应的焊盘不同，每行的LED单元111的绿色LED芯片1112的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元111的绿色LED芯片1112的负极对应的焊盘不同，每行的LED单元111的蓝色LED芯片1113的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元111的蓝色LED芯片1113的负极对应的焊盘不同。因此，当矩阵型LED模组包括16个LED单元111时，位于线路板底面的第一底面焊盘、第二底面焊盘、第三底面焊盘和第四底面焊盘分别是4个，即共16个焊盘(如图3和图4中所示的标号1-16)。
发光层12具有多个凸起的发光区121，发光层12的发光区121和线路板11的LED单元111对应，发光层12的多个发光区121分别罩在线路板11的多个LED单元111的上方。发光层12可以利用液态注模工艺成型(即模造生产工艺)生成发光区121，发光区为透明胶体或者雾状胶体，不影响出光效果。
在本发明实施例中，每个LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片呈“一字形”排列，可以达到均质的视频显示效果和较高的色彩逼真度。
在本发明实施例中，矩阵型LED模组还可以包括黑色网状层13，黑色网状层13具有多个网孔131，黑色网状层13的网孔131与线路板11的LED单元111和发光层12的发光区121对应，黑色网状层13的多个网孔131分别套设在发光层12的多个发光区121外，从而增加了LED显示屏的黑屏效果，提升LED显示屏的对比度，消除杂散光问题。黑色网状层13可以利用液态注模工艺、丝网印刷工艺或者点胶工艺成型等生成。
在本发明实施例中，位于线路板底面的焊盘平均分布于线路板底面的四条边，当多个矩阵型LED模组焊接成LED显示屏时，位于多个矩阵型LED模组的线路板底面的焊盘交错排列(如图13所示)。因此多个矩阵型LED模组焊接成LED显示屏时，可以避免因为间距密而导致的SMT焊接连焊。同时通过拉大多个矩阵型LED模组的安全距离，更利于LED显示屏线路驱动板的布线。
参阅图7和图8，与图3和图5所示的区别在于：红色LED芯片的负极、绿色LED芯片的负极和蓝色LED芯片的负极分别通过导线焊接在位于线路板正面的第一焊盘，蓝色LED芯片的正极通过导线焊接在位于线路板正面的第二焊盘，绿色LED芯片的正极通过导线焊接在位于线路板正面的第三焊盘，第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘和红色LED芯片的正极分别通过线路板内部的导电孔与位于线路板底面的第一底面焊盘、第二底面焊盘、第三底面焊盘和第四底面焊盘导通。每列的LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同列的LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片的负极对应的焊盘不同，每行的LED单元的红色LED芯片的正极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的红色LED芯片的正极对应的焊盘不同，每行的LED单元的绿色LED芯片的正极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的绿色LED芯片的正极对应的焊盘不同，每行的LED单元的蓝色LED芯片的正极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的蓝色LED芯片的正极对应的焊盘不同；所述发光层具有多个凸起的发光区，发光层的发光区和线路板的LED单元对应，发光层的多个发光区分别罩在线路板的多个LED单元的上方。
当利用一个本发明实施例提供的具有16个LED单元组成4*4的矩阵型LED模组做LED显示屏时，需要进行16个焊盘连接。然而，采用现有技术的单颗有红、绿、蓝晶片组合的LED结构时，需要16个LED结构，其中每个LED结构需要进行4个焊盘连接，因此共需要进行64个焊盘连接。即由于本发明将多个LED单元组成矩阵型LED模组，因此，相对于现有技术减少了做LED显示屏时的焊接点，提高了生产效率，且做高密度LED显示屏时，良率高。
请参阅图9和图10，本发明实施例提供的矩阵型LED模组也可以是包括4个LED单元，组成2*2的矩阵。或者，请参阅图11和图12，本发明实施例提供的矩阵型LED模组也可以是包括64个LED单元，组成8*8的矩阵。或者矩阵型LED模组也可以是包括8个LED单元、32个LED单元、64个LED单元等。
本发明实施例还提供了一种包括一个或多个本发明实施例提供的矩阵型LED模组的LED显示屏。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矩阵型LED模组，其特征在于，所述矩阵型LED模组包括线路板和发光层，其中，线路板的正面固定有多个LED单元，多个LED单元组成矩阵，每个LED单元包括一颗红色LED芯片、一颗绿色LED芯片和一颗蓝色LED芯片，每列的LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片的正极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同列的LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片的正极对应的焊盘不同，每行的LED单元的红色LED芯片的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的红色LED芯片的负极对应的焊盘不同，每行的LED单元的绿色LED芯片的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的绿色LED芯片的负极对应的焊盘不同，每行的LED单元的蓝色LED芯片的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的蓝色LED芯片的负极对应的焊盘不同；所述发光层具有多个凸起的发光区，发光层的发光区和线路板的LED单元对应，发光层的多个发光区分别罩在线路板的多个LED单元的上方。
2.如权利要求1所述的矩阵型LED模组，其特征在于，红色LED芯片的正极、绿色LED芯片的正极和蓝色LED芯片的正极分别通过导线焊接在位于线路板正面的第一焊盘，蓝色LED芯片的负极通过导线焊接在位于线路板正面的第二焊盘，绿色LED芯片的负极通过导线焊接在位于线路板正面的第三焊盘，第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘和红色LED芯片的负极分别通过线路板内部的导电孔与位于线路板底面的第一底面焊盘、第二底面焊盘、第三底面焊盘和第四底面焊盘导通。
3.如权利要求1所述的矩阵型LED模组，其特征在于，每个LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片呈“一字形”排列。
4.如权利要求1所述的矩阵型LED模组，其特征在于，所述矩阵型LED模组还包括黑色网状层，黑色网状层具有多个网孔，黑色网状层的网孔与线路板的LED单元和发光层的发光区对应，黑色网状层的多个网孔分别套设在发光层的多个发光区外。
5.如权利要求1所述的矩阵型LED模组，其特征在于，位于线路板底面的焊盘平均分布于线路板底面的四条边，当多个矩阵型LED模组焊接成LED显示屏时，位于多个矩阵型LED模组的线路板底面的焊盘交错排列。
6.一种矩阵型LED模组，其特征在于，所述矩阵型LED模组包括线路板和发光层，其中，线路板的正面固定有多个LED单元，多个LED单元组成矩阵，每个LED单元包括一颗红色LED芯片、一颗绿色LED芯片和一颗蓝色LED芯片，每列的LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片的负极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同列的LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片的负极对应的焊盘不同，每行的LED单元的红色LED芯片的正极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的红色LED芯片的正极对应的焊盘不同，每行的LED单元的绿色LED芯片的正极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的绿色LED芯片的正极对应的焊盘不同，每行的LED单元的蓝色LED芯片的正极均与位于线路板底面的同一焊盘导通，不同行的LED单元的蓝色LED芯片的正极对应的焊盘不同；所述发光层具有多个凸起的发光区，发光层的发光区和线路板的LED单元对应，发光层的多个发光区分别罩在线路板的多个LED单元的上方。
7.如权利要求6所述的矩阵型LED模组，其特征在于，红色LED芯片的负极、绿色LED芯片的负极和蓝色LED芯片的负极分别通过导线焊接在位于线路板正面的第一焊盘，蓝色LED芯片的正极通过导线焊接在位于线路板正面的第二焊盘，绿色LED芯片的正极通过导线焊接在位于线路板正面的第三焊盘，第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘和红色LED芯片的正极分别通过线路板内部的导电孔与位于线路板底面的第一底面焊盘、第二底面焊盘、第三底面焊盘和第四底面焊盘导通。
8.如权利要求6所述的矩阵型LED模组，其特征在于，每个LED单元的红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片呈“一字形”排列。
9.如权利要求6所述的矩阵型LED模组，其特征在于，所述矩阵型LED模组还包括黑色网状层，黑色网状层具有多个网孔，黑色网状层的网孔与线路板的LED单元和发光层的发光区对应，黑色网状层的多个网孔分别套设在发光层的多个发光区外。
10.一种LED显示屏，其特征在于，所述LED显示屏包括一个或多个权利要求1至9任一项所述的矩阵型LED模组。
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