CN111179774A

CN111179774A - Led显示模组及led显示屏

Info

Publication number: CN111179774A
Application number: CN202010072515.8A
Authority: CN
Inventors: 徐梦梦; 王爱玲
Original assignee: Shenzhen Absen Optoelectronic Co Ltd; Huizhou Absen Optoelectronic Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Absen Optoelectronic Co Ltd; Huizhou Absen Optoelectronic Co Ltd
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2020-05-19

Abstract

本发明属于LED显示屏技术领域，尤其涉及一种LED显示模组及LED显示屏，该LED显示模组包括电路板、封装组件、多个LED芯片和若干个驱动IC，封装组件包括透明封装层、阻隔部和光学层，透明封装层封装于电路板上，透明封装层背向电路板的表面开设有呈间隔设置的凹槽，凹槽将透明封装层的表面划分形成若干个透光部，各透光部一一对应地封装于各LED芯片上；各阻隔部分别一一对应地填充于凹槽内，光学层封装于透明封装层背向电路板的表面上，各阻隔部均与光学层连接；由于阻隔部的基体树脂、光学层的基体树脂和透明封装层的基体树脂，这三者的热膨胀系数相同，可以减小LED显示模组内的热应力的产生，从而提高LED显示模组的热稳定性和可靠性。

Description

LED显示模组及LED显示屏

技术领域

本发明属于LED显示屏技术领域，尤其涉及一种LED显示模组及LED显示屏。

背景技术

目前，参阅图1所示，LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)显示屏通常包括LED显示模组10和箱体30，LED显示模组10安装于箱体30上，显示屏箱体起到支撑固定LED显示模组10的作用；随着显示技术的不断发展，LED显示屏逐渐向更高密度更小间距方向发展。目前高密度LED显示屏的LED显示模组10上的LED芯片封装方式可分为SMD(SurfaceMounted Devices，表面贴装器件)和COB(Chip Oe Board，板上封装)两种形式。SMD又包括Top-SMD和Chip-SMD两种，Top-SMD采用支架作为LED芯片载体，支架尺寸及制备工艺的限制了点间距的进一步降低。Chip-SMD采用无支架封装结构，使用该结构的LED显示模组10可实现更小的间距的LED显示屏，但使用该结构的LED显示模组10仍然要经历LED芯片封装及贴片两个步骤，工艺复杂，且不利于间距的进一步减小。

COB封装技术直接将LED芯片焊接在电路板上，然后用透明封装胶体对同一LED显示模组10上的LED芯片整体包封，该封装技术工艺步骤简单，且有利于获得更小的点间距。但该结构中，同一LED显示模组10上的LED芯片整体封装，由于LED芯片的顶部和侧面均为出光面，整体封装结构使得相邻像素之间存在严重的光串扰问题，并且采用COB封装得到的LED显示模组10边缘处会出现亮线问题，严重影响了使用该LED显示模组10的LED显示屏的画面显示效果。

为了解决COB封装的光串扰问题，公告号为CN103021288A的专利提出了一种封装集成三合一LED显示单元，包括PCB电路板24、面罩22、LED芯片25、透明封装胶27和驱动IC21。如图2所示，其面罩的内表面上在相邻LED芯片之间设置有突起26，可以防止相邻像素之间的光串扰。

但是该封装集成三合一LED显示单元在使用过程中存在面罩22和透明封装胶27的界面处存在粘结不牢或应力开裂等问题，会降低LED显示屏的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED显示模组及LED显示屏，旨在解决现有技术中的LED显示模组因面罩和透明封装胶的界面处存在粘结不牢或应力开裂等问题而导致LED显示模组的可靠性低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种LED显示模组，包括电路板、封装组件、多个LED芯片和若干个驱动IC，各所述LED芯片和所述驱动IC均安装于所述电路板上，所述封装组件包括透明封装层、阻隔部和光学层，所述透明封装层覆盖于所述电路板上并用于封装所述LED芯片，所述透明封装层背向所述电路板的表面开设有呈间隔设置的凹槽，所述凹槽将所述透明封装层的表面划分形成若干个透光部，各所述透光部一一对应地封装于各所述LED芯片上；各所述阻隔部分别一一对应地填充于所述凹槽内，所述光学层封装于所述透明封装层背向所述电路板的表面上，各所述阻隔部均与所述光学层连接；所述阻隔部的基体树脂的热膨胀系数、所述光学层的基体树脂的热膨胀系数和所述透明封装层的基体树脂的热膨胀系数相同。

可选地，所述阻隔部的基体树脂的材质、所述光学层的基体树脂的材质和所述透明封装层的基体树脂的材质相同。

可选地，所述阻隔部和所述光学层一体成型。

可选地，所述阻隔部的基体树脂、所述光学层的基体树脂和所述透明封装层的基体树脂均为透明封装胶。

可选地，所述透明封装胶内均混合有吸光成分而制成吸光胶，所述阻隔部和所述光学层均由所述吸光胶制成。

可选地，所述透明封装胶内均混合有光散射颗粒而制成漫反射胶，所述阻隔部和所述光学层均由所述漫反射胶制成。

可选地，所述吸光胶通过灌封或者模压成型的方式填充所述凹槽内形成所述阻隔部，并覆盖于所述透明封装层背向所述电路板的表面形成所述光学层。

可选地，所述光学层朝向所述透明封装层的表面上设有围设于所述透明封装层四周的凸起。

可选地，所述透明封装层的厚度大于等于所述凹槽的深度。

本发明提供的LED显示模组中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：显示时，填充于凹槽内的阻隔部可以遮挡分别位于凹槽两侧的LED芯片所发出的光线，从而降低LED芯片之间的光串扰，另外，光学层和阻隔部填充封装于透明封装层的表面，并且阻隔部的基体树脂的热膨胀系数、光学层的基体树脂的热膨胀系数和透明封装层的基体树脂的热膨胀系数相同，那么在受热时，阻挡部、光学层和透明封装层的热变形量一致，可以减小热应力的产生，从而提高LED显示模组的热稳定性，也会大大降低LED显示模组应力开裂的概率，可靠性，且采用封装的制作方式，其工艺简单，成本低廉。

本发明采用的另一技术方案是：一种LED显示屏，包括箱体和上述的LED显示模组，所述LED显示模组安装于所述箱体上，所述箱体上设有电源和驱动电路，所述电源通过所述驱动电路与所述电路板电性连接。

具体地，本发明实施例的LED显示屏，由于采用了上述的LED显示模组，LED显示屏的防光串扰性好，且锐度好，同时，出现降低应力开裂的概率小，LED显示屏的可靠性好，且工艺简单，成本低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的LED显示屏的结构示意图。

图2为图1所示的LED显示屏中的LED显示模组上的封装集成三合一LED显示单元的截面图。

图3为本发明实施例提供的LED显示模组的截面图。

图4为图3中A处的局部放大图。

图5为本发明另一实施例提供采用吸光胶制成阻隔部和光学层的LED显示模组的截面图。

图6为本发明另一实施例提供采用漫反射胶制成阻隔部和光学层的LED显示模组的截面图。

其中，图1～2中各附图标记：

10—LED显示模组 21—驱动IC 22—面罩

24—PCB电路板 25—LED芯片 26—突起

27—透明封装胶 30—箱体。

图3～6中各附图标记：

11—电路板 12—透明封装层 14—LED芯片

15—驱动IC 20—封装组件 40—透明封装胶

41—吸光成分 42—散射颗粒 121—凹槽

122—透光部 123—遮光槽 131—光学层

132—阻隔部 133—凸起。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图3～6描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图3～6所示，在本发明的一个实施例中，提供一种LED显示模组，包括电路板11、封装组件20、多个LED芯片14和若干个驱动IC15，各LED芯片14和驱动IC15均安装于电路板11上，具体地，各LED芯片14均安装于电路板11的正面，各驱动IC15均安装于电路板11的反面。

进一步地，参阅图3和图4所示，封装组件20包括透明封装层12、阻隔部132和光学层131，透明封装层12覆盖于电路板11上并用于封装LED芯片14，透明封装层12背向电路板11的表面开设有呈间隔设置的凹槽121，凹槽121将透明封装层12的表面划分形成若干个透光部122，各透光部122一一对应地封装于各LED芯片14上；各阻隔部132分别一一对应地填充于凹槽121内，光学层131封装于透明封装层12背向电路板11的表面上，各阻隔部132均与光学层131连接；阻隔部132的基体树脂的热膨胀系数、光学层131的基体树脂的热膨胀系数和透明封装层12的基体树脂的热膨胀系数相同；具体地，阻隔部132的基体树脂、光学层131的基体树脂和透明封装层12的基体树脂选用同一热膨胀系数的材质制成。

具体地，本发明实施例的LED显示模组，显示时，填充于凹槽121内的阻隔部132可以遮挡分别位于凹槽121两侧的LED芯片14所发出的光线，从而降低LED芯片14之间的光串扰，另外，光学层131和阻隔部132填充封装于透明封装层12的表面，并且阻隔部132的基体树脂的热膨胀系数、光学层131的基体树脂的热膨胀系数和透明封装层12的基体树脂的热膨胀系数相同，那么在受热时，阻挡部132、光学层131和透明封装层12的热变形量一致，可以减小热应力的产生，从而提高LED显示模组的热稳定性，也会大大降低LED显示模组应力开裂的概率，可靠性，且采用封装的制作方式，其工艺简单，成本低廉。

本实施例中，LED芯片14阵设于电路板11的正面并均匀间隔设置，凹槽121横纵间隔设置，从而保证凹槽121的透光部122可以一一对应地封装与各LED芯片14上，而凹槽121均匀地分布于相邻的两个LED芯片14之间。

本实施例中，需要说明的是，LED芯片14发出的光线可以穿过光学层131，实现LED显示模组的显示。

本实施例中，LED芯片14使用全自动固晶机固定在电路板11的正面，并且使用全自动固晶机内的焊接机构将LED芯片14的引脚稳定地焊接在电路板11上，LED芯片14固定的可靠性好。

本实施例中，需要说明的是，驱动IC15是用于控制LED芯片14发光的控制元件，驱动IC15焊接于电路板11的背面，而LED芯片14安装在电路板11的正面，驱动IC15和LED芯片14分别位于电路板11的相对两表面，这样电路板11的正面无需预留驱动IC15的安装位，LED芯片14分布在电路板11的正面的均匀性好，LED显示模组的显示效果好。

本实施例中，LED芯片14可以采用正装或者倒装的方式安装在电路板11的正面，优选采用倒装的方式，这样LED芯片14固定的可靠性更好。

本实施例中，在透明封装层12的表面通过模压成型、切割等工艺制得凹槽121结构，其制作工艺简单，成本低廉。

本实施例中，凹槽121的截面形状可以为矩形或者梯形，具体地，采用矩形的凹槽121结构，其形状规整便于制作；采用梯形的凹槽121结构，梯形的大尺寸段背向电路板11设置，梯形的小尺寸段靠近电路板11设置，凹槽121呈喇叭开口状，这样阻隔部132可以更为顺利地填充在该凹槽121内，其填充效果好，也使得阻隔部132与透明封装层12之间连接更为稳定可靠；并且，阻隔部132与光学层131连接处的尺寸大于阻隔部132的端部的尺寸，由于LED芯片14发出的光线呈杯型，那么相邻的两个LED芯片14在靠近阻隔部132与光学层131连接处会形成交集，而阻隔部132与光学层131连接处尺寸大，可以保证良好的遮光效果好，进一步地减少光串扰。当然，凹槽121的截面形成还可以为靠凹槽121开口处尺寸比凹槽121底部的尺寸大的几何形状，其具体的几何形状可以根据实际需要进行选择。

在本发明的另一个实施例中，提供的该LED显示模组阻隔部132的基体树脂的材质、光学层131的基体树脂的材质和透明封装层12的基体树脂的材质相同。具体地，透明封装层12的基体树脂、阻隔部132的基体树脂和光学层131的基体树脂，这三者的材料成分相同，三者之间的结合会更牢固，LED显示模组的可靠性更好，且透明封装层12、阻隔部132和光学层131的热膨胀系数完全相同，可以减小热应力的产生，从而提高LED显示模组的热稳定性，也会大大降低LED显示模组应力开裂的概率，可靠性，且采用封装的制作方式，其工艺简单，成本低廉。

在本发明的另一个实施例中，提供的该LED显示模组的阻隔部132和光学层131一体成型。具体地，阻隔部132和光学层131采用一体成型的制作工艺，其制作简单，成本低廉。

在本发明的另一个实施例中，提供的该LED显示模组的阻隔部132的基体树脂、光学层131的基体树脂和透明封装层12的基体树脂均为透明封装胶40。具体地，透明封装胶40可供LED芯片14发出光线穿过，从而实现LED显示模组的显示。

进一步地，透明封装胶40可以为硅胶、环氧树脂、有机玻璃、聚碳酸酯、聚苯乙烯等可见光透过率超过80％的透明胶，优选地，透明封装胶40为具有高折射率、高透过率以及低收缩率的硅胶、有机玻璃或者聚碳酸酯。

在本发明的另一个实施例中，提供该LED显示模组的透明封装层12由透明封装胶40通过灌封或者模压成型的方式制成。具体地，透明封装胶40通过灌封和模压成型的方式而制成透明封装层12，其制作工艺简单，成本低廉。

在本发明的另一个实施例中，参阅图5所示，提供的该LED显示模组的透明封装胶40内均混合有吸光成分41而制成吸光胶，阻隔部132和光学层131均由吸光胶制成。具体地，透明封装胶40内混合吸光成分41制成吸光胶，通过吸光成分41对吸收光线，从而使得该吸光胶具有吸收光的能力，当吸光胶填充于凹槽121内形成阻隔部132时，该阻隔部132可以吸收相邻的两个LED芯片14发出的光线，从而降低相邻的两个LED芯片14之间光串扰，提高对比度；同时，吸光胶覆盖封装在透明封装层12的表面形成的光学层131，该光学层131可以吸收外部环境光，从而提高LED显示模组的对比度。

进一步地，吸光成分41可以为黑色吸光成分，黑色吸光成分的吸光效果好，且黑色吸光成分对不同波长的可见的吸收率差异小，避免LED芯片14发出的光线穿过光学层131后出现颜色改变，保证LED显示模组的显示效果；另外，LED芯片14发出的光线可以穿过光学层131内吸光成分41之间的透明封装胶40，从而实现LED显示模组的显示。

优选地，吸光成分41可以为炭黑等物质。

在本发明的另一个实施例中，提供的该LED显示模组的吸光胶通过灌封或者模压成型的方式填充凹槽121内形成阻隔部132，并覆盖于透明封装层12背向电路板11的表面形成光学层131。具体地，吸光胶通过灌封或者模压的方式覆盖于透明封装层12的表面形成阻隔部132和光学层131，该制作方式简单，成本低廉。

在本发明的另一个实施例中，参阅图6所示，提供的该LED显示模组的透明封装胶40内均混合有光散射颗粒42而制成漫反射胶，阻隔部132和光学层131均由漫反射胶制成。具体地，透明封装胶40内混合光散射颗粒42，通过光散射颗粒42光线起到反射的作用。当漫反射胶填充于凹槽121内形成阻隔部132，相邻的两个LED芯片14发出的光线均进入该阻隔部132后并在该阻隔部132内来回反射实现光的均匀混合，从而降低相邻的两个LED芯片14之间光串扰；而漫反射胶覆盖封装在透明封装层12的表面形成光学层131，LED芯片14发出的光线进入光学层131后，并经过光学层131的散射后，可以增加LED显示模组的可视角，提高像素占比，改善显示效果。

在本发明的另一个实施例中，提供该LED显示模组的漫反射胶通过灌封或者模压成型的方式填充凹槽121内形成阻隔部132，并覆盖于透明封装层12背向电路板11的表面形成光学层131。具体地，漫反射胶层通过灌封或者模压的方式覆盖于透明封装层12的表面形成阻隔部132和光学层131，该制作方式简单，成本低廉。

在本发明的另一个实施例中，提供该LED显示模组的光散射颗粒42为Al₂O₃颗粒或者TiO₂颗粒。具体地，Al₂O₃颗粒和TiO₂颗粒具有反射光作用的基础上，还具有高的热导率，这样可以进一步地改善整个LED显示模组的散热性能，提高LED显示模组的显示效果。当然，光散射颗粒42也可以为其他具有高的热导率的无机颗粒，其具体种类的选择，可以根据需要进行选取。

在本发明的另一个实施例中，参阅图3所示，提供该LED显示模组的光学层131朝向透明封装层12的表面上设有围设于透明封装层12四周的凸起133。具体地，靠近透明封装层12的边缘处的LED芯片14发出的光线被凸起133遮挡，从而避免LED显示模组的边缘处出现亮线，进而消除了LED显示模组之间的亮线问题，提高了应用有该LED显示模组的发光一致性。

进一步地，透明封装层12四周均设有挡光槽123，凸起133填充于挡光槽内133；凸起133、光学层131和阻隔部132一体成型。具体地，在吸光胶或者漫反射胶通过灌封或者模压成型的方式制作光学层131和阻隔部的同时，也填充于遮光槽123内形成凸起133，该制作方式简单，成本低廉。

优选地，参阅图3所示，遮光槽123的宽度等于凹槽121的宽度的1/2，这样当两个LED显示模组拼接，两个遮光槽123拼接而成一个凹槽121的宽度，这样两个LED显示模组拼接处的结构与LED显示模组内部的结构一致性好，显示效果好。

在本发明的另一个实施例中，参阅图3所示，提供该LED显示模组的透明封装层12的厚度m大于等于凹槽121的深度a。参阅图5和图6所示，优选地，当凹槽121的深度a等于透明封装层12的厚度m，此时，阻隔部132将LED芯片14完全隔离开来，这样可以达到最好的防光串扰效果。

在本发明的另一个实施例中，参阅图3所示，提供该LED显示模组的相邻的两个LED芯片14之间间隔的间距e大于等于位于该间隔内的凹槽121的宽度b。具体地，凹槽121的宽度b小于与之对应的相邻两个LED芯片14之间间隔的宽度e，这样填满于凹槽121内的阻隔部132位于两个LED芯片14之间，不会遮挡LED芯片14的发光面，保证LED显示模组具有良好的显示效果。

进一步地，LED显示模组中的LED芯片14均匀阵列设置，凹槽121均匀纵横设置，若LED芯片14阵列的间距为d，LED芯片14的宽度为n，那么e＝d-n，即b≤d-n。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种LED显示屏，包括箱体和上述的LED显示模组，LED显示模组安装于箱体(图未示)上，箱体上设有电源(图未示)和驱动电路(图未示)，电源通过驱动电路与电路板电性连接。

以上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

1.一种LED显示模组，其特征在于：包括电路板、封装组件、多个LED芯片和若干个驱动IC，各所述LED芯片和所述驱动IC均安装于所述电路板上，所述封装组件包括透明封装层、阻隔部和光学层，所述透明封装层覆盖于所述电路板上并用于封装所述LED芯片，所述透明封装层背向所述电路板的表面开设有呈间隔设置的凹槽，所述凹槽将所述透明封装层的表面划分形成若干个透光部，各所述透光部一一对应地封装于各所述LED芯片上；

各所述阻隔部分别一一对应地填充于所述凹槽内，所述光学层封装于所述透明封装层背向所述电路板的表面上，各所述阻隔部均与所述光学层连接；

所述阻隔部的基体树脂的热膨胀系数、所述光学层的基体树脂的热膨胀系数和所述透明封装层的基体树脂的热膨胀系数相同。

2.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于：所述阻隔部的基体树脂的材质、所述光学层的基体树脂的材质和所述透明封装层的基体树脂的材质相同。

3.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于：所述阻隔部和所述光学层一体成型。

4.根据权利要求1所述的LED显示模组，其特征在于：所述阻隔部的基体树脂、所述光学层的基体树脂和所述透明封装层的基体树脂均为透明封装胶。

5.根据权利要求4所述的LED显示模组，其特征在于：所述透明封装胶内均混合有吸光成分而制成吸光胶，所述阻隔部和所述光学层均由所述吸光胶制成。

6.根据权利要求4所述的LED显示模组，其特征在于：所述透明封装胶内均混合有光散射颗粒而制成漫反射胶，所述阻隔部和所述光学层均由所述漫反射胶制成。

7.根据权利要求5所述的LED显示模组，其特征在于：所述吸光胶通过灌封或者模压成型的方式填充所述凹槽内形成所述阻隔部，并覆盖于所述透明封装层背向所述电路板的表面形成所述光学层。

8.根据权利要求1～7任一项所述的LED显示模组，其特征在于：所述光学层朝向所述透明封装层的表面上设有围设于所述透明封装层四周的凸起。

9.根据权利要求1～7任一项所述的LED显示模组，其特征在于：所述透明封装层的厚度大于等于所述凹槽的深度。

10.一种LED显示屏，其特征在于：包括箱体和权利要求1～9任一项所述的LED显示模组，所述LED显示模组安装于所述箱体上，所述箱体上设有电源和驱动电路，所述电源通过所述驱动电路与所述电路板电性连接。