CN113437107A - 基于cob的导热均热层结构及显示屏 - Google Patents

基于cob的导热均热层结构及显示屏 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种基于COB的导热均热层结构及显示屏，包括电路板以及散热层，所述散热层固定在电路板上，且所述散热层设有多个第一通孔，所述第一通孔与电路板配合以用于容纳LED发光体。上述方案通过设置一层可以将多个LED区域包围的散热层，使得电路板上各处的温度大致相同，避免局部温度过高从而影响到LED的发光效率，进而导致LED显示屏各处产生颜色差异。

Description

基于COB的导热均热层结构及显示屏
技术领域
本公开涉及一种印刷电路板领域，具体涉及一种基于COB的导热均热层结构及显示屏。
背景技术
COB是一种直接将LED发光芯片焊接在PCB板上的显示屏幕制造工艺。目前COB多数是在焊接完LED发光芯片后，直接在整板PCB上覆盖透明树脂等物质，以保护LED发光芯片和其金线不受外界破坏。但透明树脂散热能力差，不利于LED发光。
发明内容
本公开为解决现有技术所存在的至少一缺陷，提供一种基于COB的导热均热层结构及显示屏。
第一方面，本公开提供一种基于COB的导热均热层结构，包括电路板以及散热层，所述散热层固定在电路板上，且所述散热层设有多个第一通孔，所述第一通孔与所述电路板配合以用于容纳LED发光体。
在一些实施方式，所述散热层的外表面的材质为导电材料，所述散热层可以与地连接。
在一些实施方式，所述散热层设有接地导电体，所述散热层可以通过所述接地导电体与地连接。
在一些实施方式，所述散热层与所述电路板的接地电路电连接。
在一些实施方式，电路板设有导电层，散热层与导电层电连接且导电层与电路板的接地电路电连接，使得散热层与接地电路电连接。
在一些实施方式，所述散热层的材质可以为金属或合金；或者所述散热层包括中间层，以及覆盖在中间层外面的金属层或合金层。
在一些实施方式，散热层包括多个设置在电路板不同位置的散热板，散热板设有多个第一通孔。
在一些实施方式，至少两个散热板之间相互连接。
在一些实施方式，所有散热板都相互连接。
在一些实施方式，所述散热板的材质可以为金属或合金；或者所述散热板包括中间层，以及覆盖在中间层外面的金属层或合金层。
第二方面提供一种显示屏，包括多个LED发光体，以及上述任一实施方式的基于COB的导热均热层结构，所述LED发光体设置于所述电路板上且位于所述第一通孔中。
在一些实施方式，所述LED发光体包括多个发光芯片，所述发光芯片的部分或全部的侧壁与所述第一通孔的内壁抵接。
在一些实施方式，第一通孔中填充有导热材料，且所述导热材料包裹所述LED发光体。
在一些实施方式，所述LED发光体包括多个发光芯片，所述导热材料包裹所述发光芯片。
在一些实施方式，所述导热材料为导热透光材料。
在一些实施方式，所述LED发光体与所述第一通孔一一对应。有益效果：本方案通过设置一层可以将多个LED区域包围的散热层，使得电路板上各处的温度大致相同，避免局部温度过高从而导致不同LED发光芯片发光效率衰减不一致，进而导致LED显示屏各处产生颜色差异。
附图说明
图1是本公开的第一个实施例中显示屏的示意图。
图2是本公开的第一个实施例中散热层的结构示意图。
图3是本公开的第一个实施例中电路板的结构示意图。
图4是本公开的第一个实施例中显示屏的截面结构示意图。
图5是本公开的第二个实施例中散热层的截面结构示意图。
图6是本公开的第四个实施例中显示屏的截面结构示意图。
图7是本公开的第五个实施例中电路板的截面结构示意图。
图8是本公开的第六个实施例中电路板的截面结构示意图(附有绝缘层)。
其中，1、电路板；11、绝缘层；12、导电层；2、散热层；21、第一通孔；23、散射部；3、LED发光体；31、LED发光芯片。
具体实施方式
应当理解的是，本文所描述的示范性实施例应当仅被认为是描述性的，而不是为了限制的目的。对每个示范性实施例中的特征或方面的描述应当通常被认为可用于其他示范性实施例中类似的特征或方面。
参考附图提供上述描述，以助于对权利要求所限定的本发明的各种实施例的全面理解。其包含各种特定的细节以助于该理解，但这些细节应当被视为仅是示范性的。相应地，本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例做出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。
下文的描述和权利要求中所使用的术语和词语不限于书面的含义，而是仅由发明人使用以允许对本发明的清楚和一致的理解。相应地，对本领域技术人员显而易见的是，提供对本发明的各种实施例的下列描述，仅是为了解释的目的，而不是为了限制由随附的权利要求所限定的本发明。
贯通本申请文件的说明书和权利要求，词语“包括”和“含有”以及词语的变型，例如“包括有”和“包括”意味着“包含但不限于”，而不意在(且不会)排除其他部件、整体或步骤。
结合本发明的特定的方面、实施例或示例所描述的特征、整体或特性将被理解为可应用于本文所描述的任意其他方面、实施例或示例，除非与其不兼容。
应当理解的是，单数形式“一”、“一个”和“该”包含复数的指代，除非上下文明确地另有其他规定。在本发明中，表述“或”包含一起列举的词语的任意或所有的组合。例如，“A或B”可以包含A或者B，或可以包含A和B两者。
尽管可能使用例如“第一”和“第二”的表述来描述本发明的各个元件，它们并未意在限定相对应的元件。例如，上述表述并未意在限定相对应元件的顺序或重要性。上述表述可以用于将一个部件和另一个部件区分开。例如，第一像素单元和第二像素单元都是像素单元，并表示不同的像素单元。例如，在不背离本发明的范围的情况下，第一像素单元可以称为第二像素单元，且类似地，第二像素单元可以称为第一像素单元。
本发明中所使用的术语集仅是为了描述特定实施例的目的，而并非意在限制本发明。除非另有限定，本文中所使用的全部术语(包含技术术语与科学术语)具有与本申请所属的技术领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。还应理解的是，术语(比如常用词典中限定的那些术语)，应解释为具有与相关领域和本说明书的上下文中一致的含义，并且不应以理想化或过于形式化的意义来解释，除非在本文中明确地这样限定。
图1是本公开的第一个实施例中显示屏的示意图，如图1所示，显示屏包括多个LED发光体3以及基于COB的导热均热层结构。其中，基于COB的导热均热层结构包括电路板1以及散热层2，其中，散热层2的底部通过焊锡固定在电路板1的顶端。应理解的是，散热层2除了通过焊锡连接在电路板1上外，散热层2还可以通过粘接剂、卡扣、螺栓或者栓等结构来与电路板1连接。
而图2示出了第一个实施例中散热层的结构示意图，如图1与图2所示，散热层2设有多个第一通孔21，并且第一通孔21呈阵列设置。应理解图1所示的第一通孔21的阵列布置仅为示例性的，在可替代的实施例中，可根据具体的场合来选择第一通孔21的排列方式。在其他实施方式中，第一通孔21的排列形状可以是但不限于图1与图2中示出的形状，而是可以替代地设置为长方形、圆形、椭圆形或者其它具有一定图案的形状；或者不限于平面，而是曲面屏的形状。
图3示出了本公开的第一个实施例中电路板的结构示意图。如图3所示，LED发光体3通过焊接设置在电路板1的顶端上。并且每一个LED发光体3包括了3个LED发光芯片31。加之，每个LED发光体3中的3个发光芯片对应于RGB三原色的三个红、绿、蓝LED芯片。应理解在其它实施方式中，根据实际应用需要，LED发光体3可包括任何其它数量和色彩的LED发光芯片31，例如但不限于一个LED发光芯片31、两个LED发光芯片31或者更多的LED发光芯片31，以及例如但不限于同一色LED发光芯片31、不同色LED发光芯片31、三原色LED发光芯片31、其它颜色LED发光芯片31及其组合等。例如，在用于仅需要显示文字或简单图形的屏幕的情况下，可选择使得每个LED发光体3包括一个单色LED芯片，或者可选择使得每个LED发光体3包括两个具有不同颜色的LED发光芯片31。
请参考图4以及继续参考图1，每个LED发光体3都位于散热层2的第一通孔21中，数量与位置一一对应，且呈10*10的阵列布置。但在其他实施方式中，第一通孔21中可以包括有多个LED发光体3，如两个、三个或四个等，数量上并无任何限制，LED发光体3位于第一通孔21中即可。
应理解的是，如图4所示，由于LED发光体3位于第一通孔21中，所以LED发光体3的顶端高度低于第一通孔21的顶端。因此，LED发光体3发射出去的光会受到第一通孔21的限制，进而可以通过第一通孔21的形状来调整LED发光体3的出光方向和角分布。而且虽然如图4所示，第一通孔21呈对称碗状结构，但在实际生产中，可以根据需要来调整第一通孔21的形状以应对不同的环境，例如图5所示，可以将第一通孔设置成非对称形状，将原本从上方出射的光线反射到下方，从而调整LED发光体3的出光角度以及朝向。或者根据需要将第一通孔21设置为抛物线状。
申请人在进行实践时发现由于多种因素共同作用，导致当LED显示屏工作时，显示屏的各处积累热量并不一致，但LED显示屏幕每个像素由红、绿、蓝三颗LED芯片组成，温度对芯片的发光效率的影响是不一样的，从而导致红、绿、蓝三颗LED芯片的发光效率衰减比例不同，最终导致LED显示屏的各个位置之间产生颜色差异。因此，本公开提出了一种新的基于COB的导热均热层结构以及对应显示屏。在该结构中，散热层2是与多个LED发光体3区域(指导热均热层结构中放置LED发光体3的区域)连接的，从而让多个LED发光区域的热量可以通过散热层2互相传递，减少了多个LED发光区域温度不均衡的问题。
在一些实施例中，散热层2的外表面的材质为导电材料，使得散热层的外表面导电，且所述散热层与地连接。从而让散热层除了具有散热效果外，还具有电磁屏蔽的能力。上述方案通过将散热层2接地，使得散热层2变为静电屏蔽体，使电场终止在静电屏蔽体的金属表面上，并把电荷转送入地，从而实现电磁屏蔽以及消除静电的作用。
在一些实施方式中，散热层2可以由其他塑型材料先注塑而成，然后在其表面镀上金属层，从而使得其具有散热与导电能力。当然，在一些实施方式中，散热层2可以直接用金属或合金制备得到。或者用其它具有导电性能的导热材料来代替金属层2。通过设置金属外层或者由金属组成，使得散热层2除了具有较强的导热系数外，还有较高的导电性能，有利于其散热。并且金属或合金的热胀系数与树脂相比，更接近于PCB电路板1的热胀系数，(PCB为14～17ppm/℃，金属为10～24ppm/℃，典型环氧树脂为64ppm/℃)，可以有效减少显示屏在使用过程中由于两种材料热胀不一致导致的出光效果改变、应力拉扯等问题。散热层2所用的金属包括但不局限于铜和铝等。
应理解的是，虽然图1与图2中展示的散热层2为整体成型的一整层结构，并且可选的，所述散热层2的材质可以为金属或合金等具有良好导热与导电性能的结构；或者所述散热层2包括中间层，以及覆盖在中间层外面的金属层或合金层。
而在一些实施方式中，散热层2包括多个设置在电路板1不同位置的散热板，散热板设有多个第一通孔。应理解地是可以根据情况采用多个散热板，而且每个散热板设有多个第一通孔，散热板可以直接与第一通孔中的发光芯片31抵接，或者将导热材料设置于第一通孔中，让发光芯片31与散热板通过导热材料迅速交换热量。每个散热板就可以均衡位于其第一通孔之中的发光芯片31的热量。在一些可选的实施方式中，可以将多个散热板连接在一起，实现更大范围的散热与均热。
更进一步地，可以将所有散热板都相互连接。所述散热板的材质可以为金属或合金等具有良好导热与导电性能的结构；或者所述散热板包括中间层，以及覆盖在中间层外面的金属层或合金层。
而散热层2接地的方式是多种多样的，如图7所示，电路板1设有导电层12，散热层2与导电层12电连接且导电层12与电路板1的接地电路电连接，使得散热层2与接地电路通过导电层12间接的电连接。可选的，导电层12位于电路板1与散热层2之间。应理解的是，在电路板上可以设置有一块或多块的导电层12，如图7所示，电路板1上设有一整块的导电层12，导电层12覆盖了电路板上表面的大部分地方。而在一些可选的实施方式中，也可以如图8所示，电路板上设有多块导电层12，多块导电层12皆与散热层电连接。而且电路板1上表面的一部分会被导电层12所覆盖，而另一部分会裸漏于导电层12，可以在裸漏部分上设置如螺栓、粘接剂以及卡扣等连接结构以连接电路板1与散热层2。
散热层的接地方式除了上述方式外，还可以是：散热层2设有接地导电体，散热层2可以通过接地导电体与地连接。应理解的是接地导电体可以为接地导线，接地电路或者接地金属等结构。
或者可选的，电路板1设有第一导电部，所述第一导电部与电路板1的接地电路电连接，所述散热层2设有第二导电部，所述第一导电部与所述第二导电部电连接。更具体地，所述第一导电部在电路板1上呈凹状结构，所述第二导电部为凸起结构，所述第一导电部与所述第二导电部相互抵接，从而使得散热层2与电路板1的接地电路电连接。
应理解的是散热层接地具有多种方式，包括但不局限于上述方案，用户可以根据需要进行选择与调整。
在一些实施例中，第一通孔21中填充有导热材料，所以导热材料与第一通孔21的侧壁抵接(即与散热层2抵接)，且导热材料包裹所述LED发光体3。更具体地，所述LED发光体3包括3个发光芯片，导热材料包裹所述发光芯片。由于导热材料包裹发光芯片，使得发光芯片的热量可以直接传递到导热材料，并由导热材料将热量直接传递到散热层2。这样热量不仅可以更快散发，而且电路板1上各处温度都因为散热层2的作用而更加均匀，保证屏幕颜色的一致性。另外，由于导热材料不仅是与LED发光体3连接，其更重要是与LED中各个LED发光芯片31连接，从而使得每个LED发光芯片31都可以通过导热材料直接将热量传递出去，进一步提高散热效果。可选的，导热材料可以为导热透光材料，如导热透光硅胶。
在一些实施方式中，LED发光芯片31散发的热量可以通过第一通孔21中的导热透光材料传递到散热层2，由于散热层2的外层是金属层，所以热量可以很快地传递出去，造成散热的效果。同时由于电路板上的LED发光芯片31都通过类似的方式与散热层2进行热量的快速传递，从而使得电路板上的LED发光芯片31的温度大致相同，减少了它们之间的温度差，保证了LED显示屏各处的颜色大致相同。另外，由于第一通孔21中填充的是导热透光硅胶材料所以也不会妨碍到LED芯片31将光发射出去。
而且在一些实施方式中，导热材料可以不完全包裹LED发光芯片31，只包裹LED发光芯片31的底部，使得LED发光芯片31的底部通过导热材料间接连接到第一通孔21的内壁，方便LED发光芯片31散热的同时让LED发光芯片31的上表面不会受到不透光的导热材料的阻碍。
应理解的是，第一通孔21除了通过导热材料与LED发光芯片31接触外，在一些实施方式中，LED发光体3中的多个LED发光芯片31的侧壁与第一通孔21的内壁抵接，使得LED发光芯片31的热量可以直接通过散热层2传递出去，同样也可以保证电路板1上的各个LED发光芯片31的温度大致相同。而且在设置第一通孔21时，可以让第一通孔21中靠近电路板1的内壁与发光芯片31抵接，同时，第一通孔21中远离电路板1的内壁形成对称碗状和抛物线状等形状，以控制发光芯片31发射光的方向与角度。
为了让LED发光体3发出的光可以更好地混合与扩散，在一些实施例中，可以在第一通孔21中设置散射部23。
在一些实施例中，第一通孔21可以使用散射部23，具体如图6所示，散射部23的外表面往远离LED发光芯片31的方向呈拱起结构，并且散射部23的侧面形成基本平坦的外侧壁。相邻的散射部23通过散射部23的基本平坦外侧壁贴合在一起而结合。当然在一些实施方式中，不同散射部23未必需要完全贴合，不同散射部23之间可存在一定间距，甚至可以根据实际需要调整散射部23的结构，如调整成半球、立方体等结构，不一定限制于如图6所示的结构。
同时应理解所述散射部23包括有散射材料，从而具有一定混合与扩散光线的能力。
以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

Claims (16)

1.一种基于COB的导热均热层结构，其特征在于，包括电路板以及散热层，所述散热层固定在电路板上，且所述散热层设有多个第一通孔，所述第一通孔与所述电路板配合以用于容纳LED发光体。
2.根据权利要求1所述的基于COB的导热均热层结构，其特征在于，所述散热层的外表面的材质为导电材料，所述散热层可以与地连接。
3.根据权利要求2所述的基于COB的导热均热层结构，其特征在于，所述散热层设有接地导电体，所述散热层可以通过所述接地导电体与地连接。
4.根据权利要求2所述的基于COB的导热均热层结构，其特征在于，所述散热层与所述电路板的接地电路电连接。
5.根据权利要求4所述的基于COB的导热均热层结构，其特征在于，电路板设有导电层，散热层与导电层电连接且导电层与电路板的接地电路电连接，使得散热层与接地电路电连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于COB的导热均热层结构，其特征在于，所述散热层的材质可以为金属或合金；或者
所述散热层包括中间层，以及覆盖在中间层外面的金属层或合金层。
7.根据权利要求1所述的基于COB的导热均热层结构，其特征在于，散热层包括多个设置在电路板不同位置的散热板，散热板设有多个第一通孔。
8.根据权利要求7所述的基于COB的导热均热层结构，其特征在于，至少两个散热板之间相互连接。
9.根据权利要求8所述的基于COB的导热均热层结构，其特征在于，所有散热板都相互连接。
10.根据权利要求7-9任一项所述的基于COB的导热均热层结构，其特征在于，所述散热板的材质可以为金属或合金；或者
所述散热板包括中间层，以及覆盖在中间层外面的金属层或合金层。
11.一种显示屏，其特征在于，包括多个LED发光体，以及权利要求1-10任一项所述的基于COB的导热均热层结构，所述LED发光体设置于所述电路板上且位于所述第一通孔中。
12.根据权利要求11所述的显示屏，其特征在于，所述LED发光体包括多个发光芯片，所述发光芯片的部分或全部的侧壁与所述第一通孔的内壁抵接。
13.根据权利要求11所述的显示屏，其特征在于，第一通孔中填充有导热材料，且所述导热材料包裹所述LED发光体。
14.根据权利要求13所述的显示屏，其特征在于，所述LED发光体包括多个发光芯片，所述导热材料包裹所述发光芯片。
15.根据权利要求13所述的显示屏，其特征在于，所述导热材料为导热透光材料。
16.根据权利要求11-15任一项所述的显示屏，其特征在于，所述LED发光体与所述第一通孔一一对应。
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