CN113539121B - Led显示屏模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种LED显示屏模块，其包括一模块基板以及多个LED封装结构。多个LED封装结构以阵列形式设置于模块基板上，其中每一LED封装结构包括多个像素以及一封装层，多个像素相互间隔设置，封装层包括多个封装部以及多个连接部，多个封装部分别覆盖多个像素，每一连接部连接于两个相邻的封装部之间。每一封装部具有一上出光面以及一侧出光面，上出光面为一平面且通过一过渡弧面与侧出光面连接。借此，LED显示屏模块的色彩一致性和亮度均匀性可以得到改善。

Description

LED显示屏模块
技术领域
本发明涉及一种显示屏模块，特别是涉及一种多像素LED显示屏模块。
背景技术
发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)具备体积小、高发光效率、低耗能等优点，且可以发出不同色光，因此在显示屏中有很好的应用前景。现有的LED显示屏为了具有更佳的显示效果，会在单一封装像素中搭配使用红、绿、蓝三色发光二极管芯片；然而，随着LED显示屏的分辨率越来越高，封装体的体积需要相应地越做越小，以使多个像素更靠近彼此，连带着红、绿、蓝三色发光二极管芯片的外接电极也越来越密集，导致线路设计趋于复杂化，且整体的制作难度和制作成本也相对提高。
为了解决上述的问题，业界发展出了另一种作法，其是将多个像素封装在单一封装体内，以缩小多个像素的间距；然而，光线在封装体内传递时可免于受到外界环境的干扰，因而相邻的像素之间很容易会有串光现象发生，影响显示屏的色彩表现。为了将单一封装体内的像素明显区隔开，常见的方式是利用刀具在封装体上切割出至少一道凹槽；然而，针对每个凹槽可能需要进行二次以上的切割，举例来说，当所使用刀具的切割宽度为1.0毫米时，若要使凹槽的宽度达到1.4毫米，则需要一次宽度1.0毫米的切割与一次宽度0.4毫米的切割。如此一来，不仅刀具的损耗会增加，制造工艺也会变得更复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种具有高显示质量的LED显示屏模块。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种LED显示屏模块，其包括一模块基板以及多个LED封装结构，多个所述LED封装结构以阵列形式设置于所述模块基板上。每一所述LED封装结构包括多个像素以及一封装层，多个所述像素相互间隔设置，且每一所述像素包括多个LED芯片，所述封装层包括多个封装部以及多个连接部，其中多个所述封装部分别覆盖多个所述像素，每一所述连接部连接于两个相邻的所述封装部之间。每一所述封装部具有一上出光面以及一侧出光面，所述上出光面为一平面且通过一过渡弧面与所述侧出光面连接。
在本发明的一实施例中，每一所述连接部的厚度小于至少一所述LED芯片的高度。
在本发明的一实施例中，每一所述连接部的厚度小于100微米。
在本发明的一实施例中，所述过渡弧面的曲率半径为0.01毫米至0.1毫米。
在本发明的一实施例中，所述过渡弧面的表面粗糙度Ra为大于0微米且小于5微米。
在本发明的一实施例中，每一所述像素定义出一通过各自的多个所述LED芯片且垂直于所述模块基板的基准面，且相对应的所述封装部的结构相对于所述基准面呈左右对称。
在本发明的一实施例中，两个相邻的所述封装部以相对应的所述连接部为基准配置成左右对称。
在本发明的一实施例中，每一所述像素的多个所述LED芯片分别为不同颜色的一第一LED芯片、一第二LED芯片与一第三LED芯片，所述第一LED芯片的发光波长为605纳米至650纳米，所述第二LED芯片的发光波长为510纳米至545纳米，所述第三LED芯片的发光波长为450纳米至485纳米。
在本发明的一实施例中，每一所述LED封装结构的多个所述像素配置成一阵列，且每一所述像素的多个所述LED芯片分别为不同颜色的一第一LED芯片、一第二LED芯片与一第三LED芯片，其沿着所述阵列的行或列方向间隔设置；每一所述LED封装结构中两个相邻的所述像素的所述第一、第二或第三LED芯片具有一第一内部间距；两个相邻的所述LED封装结构中两个最相邻的所述像素的所述第一、第二或第三LED芯片具有一第一外部间距，其与所述第一内部间距相等。
在本发明的一实施例中，两个相邻的所述LED封装结构具有一第二外部间距，其与每一所述连接部的宽度相等。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的LED显示屏模块，其能通过“封装层包括多个封装部以分别覆盖多个像素，其中每一封装部具有一上出光面以及一侧出光面，上出光面为一平面且通过一过渡弧面与侧出光面连接”的技术方案，以提升色彩一致性和亮度均匀性，从而所显示的影像具有良好的视觉效果。使用时，多个LED显示屏模块可以通过机构件拼接在一起，以形成更大尺寸的显示屏。
更进一步地说，本发明的LED显示屏模块的制造工艺简单、容易操作和掌握，且所获产品的质量稳定，适于大规模生产。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的LED显示屏模块的俯视示意图。
图2为图1的II-II剖面的剖面示意图。
图3为图1的III-III剖面的剖面示意图。
图4为本发明的LED显示屏模块的其中一制造方法示意图。
图5为本发明的LED显示屏模块的另外一制造方法示意图。
图6为本发明的LED显示屏模块的另外再一制造方法示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“LED显示屏模块”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
参阅图1至图3所示，本发明实施例提供一种LED显示屏模块Z(或称“灯板模块”)，其主要包括一模块基板1及多个LED封装结构2，多个LED封装结构2以阵列形式设置于模块基板1上；模块基板1可为一电路板，其具有一信号传输线路及多个连接接口(如外部导电垫)，但本发明并不限制于此。
进一步而言，每一LED封装结构2包括一封装基板21、多个像素2及一封装层3，多个像素2在封装基板21上相互间隔设置，优选为配置成一阵列，其中每一像素2包括多个LED芯片，封装层3包括多个封装部31及多个连接部32，多个封装部31分别覆盖多个像素2，其中每一封装部31具有一上出光面311及一侧出光面312，每一连接部32连接于两个相邻的封装部31之间。值得注意的是，封装层3是通过模压成型方式而形成，使得上出光面311可为一平面，且通过一过渡弧面313与侧出光面312连接，如图2所示；从显示效果和制造工艺方面考虑，过渡弧面313的曲率半径优选为0.01毫米至0.1毫米，过渡弧面313的表面粗糙度Ra为大于0微米且小于5微米，优选为大于0微米且小于2微米。
虽然图1中显示每一LED封装结构2包括的四个像素2并排成2×2像素阵列，但是实际上可以根据所要达到的显示效果来改变像素的数量和排列方式，例如标准分辨率(SD，720×480像素)、高分辨率(HD，1280×720像素)、全高分辨率(Full HD，1920×1080像素)或4K分辨率(4K Resolution，3840×2160像素或4096×2160像素)。
实际应用时，封装基板21可为一绝缘基板，其上可形成有多个连接接口(如外部导电垫)及多个信号传输接口(如内部导电结构)。每一像素2的多个LED芯片可分别为不同颜色的一第一LED芯片22a、一第二LED芯片22b与一第三LED芯片22c，其可沿着像素阵列的行或列方向间隔排列，其中第一LED芯片22a用以发出红光，第二LED芯片22b用以发出绿光，第三LED芯片22c用以发出蓝光，但本发明并不限制于此。第一LED芯片22a、第二LED芯片22b与第三LED芯片22c可通过导线与封装基板21上的连接接口电性连接，其中导线的一端可以先被焊接在封装基板21上，另一端之后再被焊接在LED芯片的电极上，以确保导线的稳定连接。封装层3可由水气和氧气穿透率低的透明高分子材料(如环氧树脂及硅氧树脂)形成，以为多个LED芯片提供保护，确保多个LED芯片正常工作。
在本实施例中，第一LED芯片22a的发光波长可为605纳米至650纳米，第一LED芯片22a可为一红光LED芯片，或者为一蓝光LED芯片与一形成于蓝光LED芯片上的波长转换层所构成，其中波长转换层可具有红色荧光粉。第二LED芯片22b的发光波长可为510纳米至545纳米，第二LED芯片22b可为一绿光LED芯片，或者为一蓝光LED芯片与一形成于蓝光LED芯片上的波长转换层所构成，其中波长转换层可具有绿色荧光粉。第三LED芯片22c的发光波长可为450纳米至485纳米，第三LED芯片22c可为一蓝光LED芯片。然而，本发明不以上述所举的例子为限，本领域技术人员可根据实际需求改变发光组件的发光颜色和实现方式。
再参阅图2及图3所示，为了减少或避免多个像素2之间的串光现象，连接部32的厚度要小于至少一LED芯片的高度，优选为小于所有的LED芯片的高度，使得其中一像素内LED芯片所发出的光线无法通过同一介质传递至相邻的另一像素内；为此目的，每一连接部32的厚度小于100微米。在一些实施例中，每一连接部32的厚度可为10微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、80微米或90微米。
此外，为了减少或避免每一像素2内部光线的全反射现象，从而提升色彩一致性和色彩表现能力，每一像素2定义出一通过各自的多个LED芯片且垂直于模块基板1的基准面，而封装部31的结构相对于基准面呈左右对称。此外，为了提升亮度均匀性，两个相邻的封装部31以相对应的连接部32为基准配置成左右对称。
再参阅图1所示，在一些实施例中，每一LED封装结构2中两个相邻的像素2的第一、第二或第三LED芯片22a、22b、22c具有一第一内部间距D1，两个相邻的LED封装结构2中两个最相邻的像素2的第一、第二或第三LED芯片22a、22b、22c具有一第一外部间距D2，第一内部间距D1与第一外部间距D2大致相等，其可为0.5微米至1.25微米。在一些实施例中，两个相邻的LED封装结构2具有一外部间距D3，其与封装层3的连接部32的宽度W大致相等。借此，可以提高显示屏的分辨率，且可以让影像显示更为逼真。
参阅图4至图6所示，本发明的LED显示屏模块Z可以采用下列步骤制成：首先，提供一初始封装基板21，其具有多个固晶区A；接着，在每一固晶区A上设置一第一LED芯片22a、一第二LED芯片22b与一第三LED芯片22c；然后，将一压模模具4置于初始封装基板21上，并将水气和氧气穿透率低的透明高分子材料熔融后填入多个模穴41进行塑型，其中多个模穴41的位置分别对应多个固晶区A；然后，固化透明高分子材料固化后以形成初使封装层3，其中多个封装部31各具有一上出光面311、一侧出光面312及一连接于上出光面311与侧出光面312之间的过渡弧面313，且两个相邻的封装部31之间具有一厚度小于100微米的连接部32；然后，沿着预留的多条切割道进行切割，切割道沿着固晶区A之间的空间延伸，以形成相互分离的多个LED封装结构2；最后，将多个LED封装结构2以阵列形式设置于一模块基板1上。
实施例的有益效果
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的LED显示屏模块，其能通过“封装层包括多个封装部以分别覆盖多个像素，其中每一封装部具有一上出光面以及一侧出光面，上出光面为一平面且通过一过渡弧面与侧出光面连接”的技术方案，以提升色彩一致性和亮度均匀性，从而所显示的影像具有良好的视觉效果。使用时，多个LED显示屏模块可以通过机构件拼接在一起，以形成更大尺寸的显示屏。
更进一步地说，封装层的连接部的厚度小于至少一LED芯片的高度，优选为小于100微米，因此，可以减少或避免多个像素之间的串光现象。再者，本发明将封装部的过渡弧面的曲率半径设定在0.01毫米至0.1毫米，可以形成3度至5度的脱模角，从而提高压模模具的脱模效率；并且，本发明将封装部的过渡弧面的表面粗糙度Ra设定在大于0微米且小于5微米，优选为大于0微米且小于2微米，可以提升像素的色彩分辨率。
更进一步地说，本发明的LED显示屏模块的制造工艺简单、容易操作和掌握，且所获产品的质量稳定，适于大规模生产。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (8)

1.一种LED显示屏模块，其特征在于，所述LED显示屏模块包括：
一模块基板；以及
多个LED封装结构，以阵列形式设置于所述模块基板上，每一所述LED封装结构包括：
多个像素，相互间隔设置，每一所述像素包括多个LED芯片；以及
一封装层，包括多个封装部以及多个连接部，多个所述封装部分别覆盖多个所述像素，每一所述连接部连接于两个相邻的所述封装部之间，其中每一所述封装部具有一上出光面以及一侧出光面，所述上出光面为一平面且通过一过渡弧面与所述侧出光面连接；其中，每一所述连接部的厚度小于100微米；
其中两个相邻的所述LED封装结构具有一第二外部间距，其与每一所述连接部的宽度相等。
2.根据权利要求1所述的LED显示屏模块，其特征在于，每一所述连接部的厚度小于至少一所述LED芯片的高度。
3.根据权利要求1所述的LED显示屏模块，其特征在于，所述过渡弧面的曲率半径为0.01毫米至0.1毫米。
4.根据权利要求1所述的LED显示屏模块，其特征在于，所述过渡弧面的表面粗糙度Ra为大于0微米且小于5微米。
5.根据权利要求1所述的LED显示屏模块，其特征在于，每一所述像素定义出一通过各自的多个所述LED芯片且垂直于所述模块基板的基准面，且相对应的所述封装部的结构相对于所述基准面呈左右对称。
6.根据权利要求5所述的LED显示屏模块，其特征在于，两个相邻的所述封装部以相对应的所述连接部为基准配置成左右对称。
7.根据权利要求1所述的LED显示屏模块，其特征在于，每一所述像素的多个所述LED芯片分别为不同颜色的一第一LED芯片、一第二LED芯片与一第三LED芯片，所述第一LED芯片的发光波长为605纳米至650纳米，所述第二LED芯片的发光波长为510纳米至545纳米，所述第三LED芯片的发光波长为450纳米至485纳米。
8.根据权利要求1所述的LED显示屏模块，其特征在于，每一所述LED封装结构的多个所述像素配置成一阵列，且每一所述像素的多个所述LED芯片分别为不同颜色的一第一LED芯片、一第二LED芯片与一第三LED芯片，其沿着所述阵列的行或列方向间隔设置；每一所述LED封装结构中两个相邻的所述像素的所述第一、第二或第三LED芯片具有一第一内部间距；两个相邻的所述LED封装结构中两个最相邻的所述像素的所述第一、第二或第三LED芯片具有一第一外部间距，其与所述第一内部间距相等。
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