CN111599306B - 一种led显示单元及led显示屏 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED显示单元及LED显示屏，属于LED显示屏技术领域。所述LED显示单元包括基板、多个倒装裸晶LED发光芯片、多个裸晶恒流驱动芯片及信号控制模块：基板正面设有RGB驱动电路，背面设有控制电路及供电电路，RGB驱动电路、控制电路及供电电路均为ITO镀膜电路或覆铜电路；基板设有导电孔，控制电路及供电电路与RGB驱动电路通过导电孔电连接；倒装裸晶LED发光芯片及裸晶恒流驱动芯片设置在基板的正面，并与RGB驱动电路电连接，其中每个裸晶恒流驱动芯片驱动至少一个倒装裸晶LED发光芯片；信号控制模块固定在基板的背面与供电电路及控制电路电连接。采用本发明，能够有效缩小LED显示屏的像素点间距，实现显示图像信号稳定性和产品构造工艺集成简单性以及LED显示单元之间的无缝拼接。

Description

一种LED显示单元及LED显示屏
技术领域
本发明涉及LED显示屏技术领域，尤其涉及一种LED显示单元及LED显示屏。
背景技术
随着LED显示屏技术的发展，微间距LED显示屏因其间距小、显示画面清晰、低功耗等优点，逐渐占据了LED显示屏技术行业的重要位置。LED显示屏多是由多个显示模组拼接而成，每个显示模组包括PCB板以及固定在PCB板上的至少一个灯板构成，灯板上设有多个全彩RGB(红黄蓝三原色)的LED灯，每个灯板均设有一个外置的恒流驱动电路板，该恒流驱动电路板与每个显示模组之间通过传输电缆与HUB板接实现接收和传输控制信号，以控制和驱动各显示单元进行显示。
现有技术的显示模组的LED显示屏存在如下缺陷：
灯板是由LED灯通过直插或者SMD(表贴)制作而成的，而LED灯是有大小的，因此现有技术中微间距LED显示屏的间距已经达到了物理极限，无法实现更小的间距需求；
2、灯板的外置恒流驱动电路板经传输电缆与HUB板连接到显示模组，使得显示模组在组装时难以实现显示图像信号稳定性和产品构造工艺集成简单性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种LED显示单元及LED显示屏，其解决了现有技术微间距LED显示屏受灯板制作方法限制导致无法实现微间距LED显示屏更小间距需求以及难以实现显示图像信号稳定性和产品构造工艺集成简单性。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
第一方面，本发明实施例提供一种LED显示单元，所述LED显示单元包括基板、多个倒装裸晶LED发光芯片、多个裸晶恒流驱动芯片及信号控制模块：
所述基板正面设有RGB驱动电路，背面设有控制电路及供电电路，所述RGB驱动电路、控制电路及供电电路均为ITO镀膜电路或覆铜电路；
所述基板还设有导电孔，所述控制电路及供电电路与所述RGB驱动电路通过所述导电孔电连接；
所述倒装裸晶LED发光芯片及裸晶恒流驱动芯片设置在所述基板的正面上，并与所述RGB驱动电路电连接，其中每个裸晶恒流驱动芯片驱动至少一个倒装裸晶LED发光芯片；
所述信号控制模块固定在所述基板的背面与所述供电电路及所述控制电路电连接。
优选的，所述基板为TFT玻璃基板，其厚度为0.3mm至3mm；
所述倒装裸晶LED发光芯片之间的点间距为0.1mm至2.5mm，所述点间距即为LED显示单元的像素点间距。
优选的，所述信号控制模块包括信号控制芯片或信号控制电路。
优选的，每个裸晶恒流驱动芯片均设有至少一组LED控制输出引脚，包括引脚R、引脚G和引脚B，所述引脚R、引脚G和引脚B分别与一个倒装裸晶LED发光芯片的红色晶片、绿色晶片和蓝色晶片连接。
优选的，所述多个裸晶恒流驱动芯片之间采用级联的方式进行连接。
优选的，所述裸晶恒流驱动芯片与所述倒装裸晶LED发光芯片之间采用点对点的静态驱动方式。
优选的，所述导电孔内灌有导电材料、或导电镀层。
优选的，所述倒装裸晶LED发光芯片采用共阳极接法接入所述RGB驱动电路；或者
所述倒装裸晶LED发光芯片采用共阴极接法接入所述RGB驱动电路。
第二方面，本发明实施例提供一种LED显示屏，所述LED显示屏包括至少两个如前所述的LED显示单元，相邻的两个LED显示单元的基板之间通过信号控制模块采用级联的方式进行连接。
优选的，所述LED显示屏还设有显示单元供电电路，用于对各LED显示单元进行供电。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
1、采用了未封装的倒装裸晶LED发光芯片和裸晶恒流驱动芯片，并且一个裸晶恒流驱动芯片驱动多个倒装裸晶LED发光芯片，有效的减小了发光点像素之间的点间距，即LED显示单元的像素点间距，并能够有效解决电流压降和信号衰减的问题，提高了显示图像信号的稳定性；
2、基板的正面和背面均设置镀膜电路，并将倒装裸晶LED发光芯片和裸晶恒流驱动芯片同时设置在基板的正面与镀膜电路电连接，并且将信号控制模块设置在基板的背面，这样基板只需要钻少量的孔连接正面及背面的镀膜电路即可，有效减少了在基板上进行钻孔的数量；
3、信号控制模块与裸晶恒流驱动芯片之间无需传输电缆连接，当多个LED显示单元组装成LED显示屏时，只需将基板背面的信号控制模块进行级联即可，实现了产品构造工艺集成简单性，并有利于实现多个LED显示单元之间的无缝拼接；
4、采用ITO镀膜电路，电路精度高，更适合微间距(特别是像素点间距在0.9mm以下的)LED显示屏的生产工艺；
5、采用静态(AM)驱动方式，更符合人眼舒适度，避免了动态扫描(PM)驱动的图像逐行闪烁的问题；
6、像素点间距较小，更容易实现巨量转移技术。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种LED显示单元的结构示意图；
图2为图1中的倒装裸晶LED发光芯片的共阳极方案示意图；
图3为图1中的倒装裸晶LED发光芯片的共阴极方案示意图；
图4为裸晶恒流驱动芯片及裸晶恒流驱动芯片在玻璃基板上的排列矩阵的示意图；
图5为1个裸晶恒流驱动芯片驱动1个倒装裸晶LED发光芯片的电路原理图；
图6为1个裸晶恒流驱动芯片驱动6个倒装裸晶LED发光芯片的电路原理图；
图7为1个裸晶恒流驱动芯片驱动N个倒装裸晶LED发光芯片的电路原理图；
图8为本发明实施例二提供的一种LED显示屏的模块结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例一提供了一种LED显示单元。请参阅图1至图3，该LED显示单元包括基板110、多个倒装裸晶LED发光芯片120、多个裸晶恒流驱动芯片130及信号控制模块140。
该基板110可以采用厚度为0.3mm至3mm的TFT玻璃基板，其正面及背面均设有镀膜电路111或覆铜电路。该镀膜电路111可采用ITO(Indium tin oxide，氧化铟锡)电路。其中，正面的镀膜电路为RGB驱动电路，用于驱动倒装裸晶LED发光芯片发光；背面的镀膜电路包括控制电路及供电电路，其中控制电路与信号控制模块140及RGB驱动电路连接，供电电路用于向信号控制模块140及倒装裸晶LED发光芯片120、裸晶恒流驱动芯片130供电。
该基板110上还设有数量较少的导电孔，该控制电路及供电电路与该RGB驱动电路通过所述导电孔电连接。
实际应用中，导电孔可以采用就近打孔的方式(例如可以将供电电路向裸晶恒流驱动芯片130供电的电连接点设置在裸晶恒流驱动芯片130的VCC的引脚旁)以减少供电线与信号线之间的距离。
实际应用中，可以利用磁控溅射、喷涂法、真空蒸发、化学气相淀积、以及反映离子注入等方法，在玻璃基板上镀上一层ITO膜。
倒装裸晶LED发光芯片120及裸晶恒流驱动芯片130设置在该基板110的正面，并与该RGB驱动电路电连接。
信号控制模块140设于基板110的背面并与背面的供电电路及控制电路电连接。
该信号控制模块140可以接收显示单元控制电路发送的信号，将该信号进行处理后发送给本LED显示单元的裸晶静态恒流驱动芯片，以及与之相邻下一个LED显示单元的信号控制模块。
实际应用中，该信号控制模块140可以采用信号控制芯片或者信号控制电路。
实际应用中，一个裸晶恒流驱动芯片130可以驱动至少1个倒装裸晶LED发光芯片120。倒装裸晶LED发光芯片可以采用共阳极方案接入所述RGB电路或者采用共阴极方案接入所述RGB驱动电路。
参阅图2，为倒装裸晶LED发光芯片的共阳极方案。裸晶恒流驱动芯片130驱动6个倒装裸晶LED发光芯片120，该6个倒装裸晶LED发光芯片120设于裸晶恒流驱动芯片130的两侧，其阴极分别与裸晶恒流驱动芯片130的引脚电连接，阳极均与镀膜电路111的VCC电连接。
参阅图3，为倒装裸晶LED发光芯片的共阴极方案。裸晶恒流驱动芯片130驱动6个倒装裸晶LED发光芯片120，该6个倒装裸晶LED发光芯片120设于裸晶恒流驱动芯片130的两侧，其阳极分别与裸晶恒流驱动芯片130的引脚电连接，阴极均与镀膜电路111的GND电连接。
图2及图3中，VCC引脚过孔、GND引脚过孔、时钟引脚过孔等过孔即为导电孔，与玻璃基板背面的控制电路及供电电路的对应引脚电连接。
实际应用中，可以在导电孔内灌导电材料或导电镀层，实现玻璃基板正面及背面的镀膜电路的电连接。
由图2或图3的方案可以看出，每个倒装裸晶LED发光芯片均包括红色晶片R、绿色晶片G和蓝色晶片B，每个倒装裸晶LED发光芯片构成一个像素点。
参阅图4，玻璃基板上的倒装裸晶LED发光芯片及裸晶恒流驱动芯片排列成矩阵，各像素点之间的点间距可以达到0.1mm至2.5mm。
实际应用中，裸晶恒流驱动芯片130的输出脚到倒装裸晶LED发光芯片120之间可以采用点对点的静态驱动方式，因此，裸晶恒流驱动芯片130可以采用裸晶静态恒流驱动芯片。
多个裸晶恒流驱动芯片130之间可采用级联的方式进行连接，请继续参阅图5至图7，为LED显示单元中每个裸晶恒流驱动芯片分别驱动1个倒装裸晶LED发光芯片、驱动6个倒装裸晶LED发光芯片以及驱动N个(N为大于1的整数)倒装裸晶LED发光芯片的电路原理图。
如图5所示，每个裸晶恒流驱动芯片驱动一个倒装裸晶LED发光芯片120。每个裸晶恒流驱动芯片均设有一组LED控制输出引脚、一对数据输入\输出引脚SDI\SDO以及一对时钟信号输入\输出引脚CLKI\CLKO。LED控制输出引脚包括引脚R、引脚G和引脚B，分别与倒装裸晶LED发光芯片的红色晶片、绿色晶片和蓝色晶片连接，用于提供对红色晶片、绿色晶片和蓝色晶片的控制信号。第一个裸晶恒流驱动芯片130的数据输入引脚SDI用于接收信号控制模块140提供的数据信号，时钟信号输入引脚CLKI用于接收信号控制模块140提供的时钟信号。第一个晶裸晶恒流驱动芯片130之后的每一个裸晶恒流驱动芯片130的数据输入引脚SDI及时钟信号输入引脚CLKI分别与上一个裸晶恒流驱动芯片130的数据输出引脚SDO及时钟信号输出引脚CLKO连接，数据输出引脚SDO及时钟信号输出引脚CLKO分别与下一个裸晶恒流驱动芯片130的数据输入引脚SDI及时钟信号输如引脚CLKI连接，实现多个裸晶恒流驱动芯片之间的级联。
如图6所示，每个裸晶恒流驱动芯片130驱动6个倒装裸晶LED发光芯片120。每个裸晶恒流驱动芯片均设有6组LED控制输出引脚、一对数据输入\输出引脚SDI\SDO以及一对时钟信号输入\输出引脚CLKI\CLKO。每组LED控制输出引脚包括引脚R、引脚G和引脚B，分别与一个倒装裸晶LED发光芯片的红色晶片、绿色晶片和蓝色晶片连接，用于提供对红色晶片、绿色晶片和蓝色晶片的控制信号。第一个裸晶恒流驱动芯片130的数据输入引脚SDI用于接收信号控制模块140提供的数据信号，时钟信号输入引脚CLKI用于接收信号控制模块140提供的时钟信号。第一个晶裸晶恒流驱动芯片130之后的每一个裸晶恒流驱动芯片130的数据输入引脚SDI及时钟信号输入引脚CLKI分别与上一个裸晶恒流驱动芯片130的数据输出引脚SDO及时钟信号输出引脚CLKO连接，数据输出引脚SDO及时钟信号输出引脚CLKO分别与下一个裸晶恒流驱动芯片130的数据输入引脚SDI及时钟信号输如引脚CLKI连接，实现多个裸晶恒流驱动芯片之间的级联。
如图7所示，每个裸晶恒流驱动芯片驱动N个倒装裸晶LED发光芯片。每个裸晶恒流驱动芯片均设有N组LED控制输出引脚、一组数据输入\输出引脚SDI\SDO以及一组时钟信号输入\输出引脚CLKI\CLKO。每组LED控制输出引脚包括引脚R、引脚G和引脚B，分别与一个倒装裸晶LED发光芯片的红色晶片、绿色晶片和蓝色晶片连接，用于提供对红色晶片、绿色晶片和蓝色晶片的控制信号。第一个裸晶恒流驱动芯片130的数据输入引脚SDI用于接收信号控制模块提供的数据信号，时钟信号输入引脚CLKI用于接收信号控制模块提供的时钟信号。第一个晶裸晶恒流驱动芯片130之后的每一个裸晶恒流驱动芯片130的数据输入引脚SDI及时钟信号输入引脚CLKI分别与上一个裸晶恒流驱动芯片130的数据输出引脚SDO及时钟信号输出引脚CLKO连接，数据输出引脚SDO及时钟信号输出引脚CLKO分别与下一个裸晶恒流驱动芯片130的数据输入引脚SDI及时钟信号输如引脚CLKI连接，实现多个裸晶恒流驱动芯片之间的级联。
在前述实施例的基础上，本发明实施例二提供了一种LED显示屏，请参阅图8，该LED显示屏包括显示单元控制电路210、至少两个LED显示单元220以及显示单元供电电路230。
该LED显示单元220采用如实施例一所述的LED显示单元，此处不在赘述。
显示单元控制电路210用于控制各LED显示单元，其与第一个LED显示单元220的信号控制模块通信连接。
相邻的LED显示单元220的信号控制模块之间采用级联的方式进行信号的传递，有利于实现无缝拼接。
显示单元供电电路230，用于为各LED显示单元供电。
实际应用中，显示单元控制电路210与第一个LED显示单元220的信号控制模块之间，以及相邻的LED显示单元220的信号控制模块之间也可以通过无线信号进行信号的传递。
本发明实施例的LED显示单元及LED显示屏，具有以下优点：
1、采用了未封装的倒装裸晶LED发光芯片和裸晶恒流驱动芯片，并且一个裸晶恒流驱动芯片驱动多个倒装裸晶LED发光芯片，有效的减小了发光点像素之间的点间距；
2、玻璃基板的正面和背面均设置镀膜电路，并将倒装裸晶LED发光芯片和裸晶恒流驱动芯片同时设置在玻璃基板的正面与镀膜电路电连接，并且将信号控制模块设置在玻璃基板的背面，这样玻璃基板只需要钻少量的孔连接正面及背面的镀膜电路即可，有效减少了在玻璃基板上进行钻孔的数量；
3、信号控制模块与裸晶恒流驱动芯片之间无需传输电缆连接，当多个LED显示单元组装成LED显示屏时，只需将玻璃基板背面的信号控制模块进行级联即可，实现了多个LED显示单元之间的无缝拼接。
4、采用ITO镀膜电路，电路精度高，更适合微间距LED显示屏的生产工艺；
5、在多个驱动芯片分别驱动多个倒装裸晶LED发光芯片，有效的解决了电流压降和信号衰减的问题；
6、采用静态(AM)驱动方式，更符合人眼舒适度，避免了动态扫描(PM)驱动的图像逐行闪烁的问题；
7、像素点间距较小，更容易实现巨量转移技术。
在本发明的描述中，需要理解的是，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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种LED显示屏，其特征在于，所述LED显示屏包括至少两个LED显示单元，所述LED显示单元包括基板、多个倒装裸晶LED发光芯片、多个裸晶恒流驱动芯片及信号控制模块：
所述基板正面设有RGB驱动电路，背面设有控制电路及供电电路，所述RGB驱动电路、控制电路及供电电路均为ITO镀膜电路；
所述基板还设有导电孔，所述控制电路及供电电路与所述RGB驱动电路通过所述导电孔电连接；
所述倒装裸晶LED发光芯片及裸晶恒流驱动芯片设置在所述基板的正面，并与所述RGB驱动电路电连接，其中每个裸晶恒流驱动芯片驱动至少一个倒装裸晶LED发光芯片；
所述信号控制模块固定在所述基板的背面与所述供电电路及所述控制电路电连接；
相邻的两个LED显示单元的基板之间采用无缝拼接并通过信号控制模块采用级联的方式进行连接。
2.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于，所述基板为TFT玻璃基板，其厚度为0.3mm至3mm；
所述倒装裸晶LED发光芯片之间的点间距为0.1mm至2.5mm，所述点间距即为LED显示单元的像素点间距。
3.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于，所述信号控制模块包括信号控制芯片或信号控制电路。
4.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于，每个裸晶恒流驱动芯片均设有至少一组LED控制输出引脚，包括引脚R、引脚G和引脚B，所述引脚R、引脚G和引脚B分别与一个倒装裸晶LED发光芯片的红色晶片、绿色晶片和蓝色晶片连接。
5.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于，所述多个裸晶恒流驱动芯片之间采用级联的方式进行连接。
6.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于，所述裸晶恒流驱动芯片与所述倒装裸晶LED发光芯片之间采用点对点的静态驱动方式。
7.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于，所述导电孔内灌有导电材料、或导电镀层。
8.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于，所述倒装裸晶LED发光芯片采用共阳极接法接入所述RGB驱动电路；或者
所述倒装裸晶LED发光芯片采用共阴极接法接入所述RGB驱动电路。
9.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于，所述LED显示屏还设有显示单元供电电路，用于向各LED显示单元供电。
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