CN212434137U - Led灯珠、led模组及led显示屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED灯珠、LED模组及LED显示屏，该LED灯珠包括支架、至少一个芯片和封装层，其中，该芯片为LED芯片，支架包括位于边缘的台阶结构，封装层覆盖支架的上表面和支架的台阶结构。该台阶结构延长了芯片在支架和封装层的接触面上的与外界的路程，延长了水汽入侵芯片的路程，提高了LED灯珠的防水性能。该LED模组包括本实用新型提供的LED灯珠，该LED显示屏包括该LED模组。LED模组的LED灯珠间隔设置在印刷电路板上，防水层覆盖在印刷电路板上，同时可以覆盖LED灯珠的支架和封装层在侧面的较低水平位的结合处，保证结合处位于防水层的防水范围内，从而提高LED模组和LED显示屏的防水效果。

Description

LED灯珠、LED模组及LED显示屏

技术领域

本实用新型涉及LED显示技术领域，特别涉及一种LED灯珠、LED 模组及LED显示屏。

背景技术

随着LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示产业的发展，目前对LED清晰度的要求越来越高，显示屏的点间距越来越小，户内出现了1515/1010/0808等小间距灯珠，户外开发出1415/1617/1921等顶面发光、平面发光的(TOP型)LED灯珠。由于这些灯珠的出现，户内外LED显示装置可以做到P2以下点间距。但是，由于这些灯珠尺寸小，对贴片精度要求很高，且灯珠管脚尺寸变小导致灯珠推力减小，很容易被碰掉，给生产、安装及使用带来很大的困扰。针对这些问题，目前市面上开发出户内用LED复合灯用于改善贴片问题和灯珠推力不足问题，获得了很大的市场认可；但是针对户外市场，由于防水和密封性问题，尚未有好的方案解决。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种LED灯珠、LED 模组及LED显示屏，从而提高LED灯珠、LED模组和LED显示屏的防水性和密封性。

根据本实用新型的一方面，提供一种LED灯珠，其特征在于，包括：

支架，为板状结构，包括上表面；

至少一个芯片，位于所述支架的上表面上，所述芯片为LED芯片；

封装层，密封覆盖在所述支架和所述至少一个芯片上；

其中，所述支架还包括位于边缘的台阶结构，所述封装层覆盖所述支架的上表面及所述支架的台阶结构。

可选地，所述封装层包括位于所述至少一个芯片上方的凸起部，所述凸起部为透镜；

所述透镜的数量和位置分别与所述至少一个芯片的芯片数量和位置相匹配。

可选地，所述透镜的上表面的高度从中心向四周逐渐递减。

可选地，所述透镜的俯视形状包括弧形拼接图像、圆角矩形、矩形和圆形中的任意一种。

可选地，所述透镜的同行或同列的相邻透镜之间包括凹槽。

可选地，所述凹槽的宽度大于等于0.1毫米。

可选地，所述凹槽的深度小于所述封装层的上表面至所述支架的上表面的距离。

可选地，所述凹槽的宽度为位于同行或同列中的相邻两个所述LED 芯片中心距离的两倍值减去单个LED灯珠尺寸宽度的差值。

可选地，所述封装层为平面型封装的塑胶。

可选地，所述支架的台阶结构的底部的宽度大于等于0.1毫米。

可选地，所述支架的厚度大于等于0.4毫米；

所述支架的台阶结构的高度为所述支架的厚度的三分之一至三分之二。

可选地，所述支架的厚度小于等于1.0毫米。

根据本实用新型的另一方面，提供一种LED模组，其特征在于，包括：

印刷电路板；

至少一个根据本实用新型提供的LED灯珠，阵列分布在所述印刷电路板上；

防水层，填充设置在所述印刷电路板上，且覆盖每一个所述LED灯珠的所述支架和所述封装层的结合处。

可选地，所述封装层包括位于所述至少一个芯片上方的凸起部，所述凸起部为透镜结构；

所述透镜结构的数量和位置分别与所述至少一个芯片的芯片数量和位置相匹配，所述透镜结构的同行或同列的相邻透镜结构之间包括凹槽；

相邻所述LED灯珠之间具有间距，且相邻所述LED灯珠之间的间距大于或等于所述透镜结构之间的凹槽的宽度。

根据本实用新型的再一方面，提供一种LED显示屏，其特征在于，包括：

至少一个根据本实用新型提供的LED模组。

本实用新型提供的LED灯珠依次包括支架、位于所述支架上的至少一个芯片和覆盖所述支架上封装层，其中，该芯片为LED芯片，支架包括位于边缘的台阶结构，封装层覆盖该台阶结构。该台阶结构降低了支架与封装层在侧面的结合处的高度，使支架与封装层的结合面能被防水胶完全包覆，延长了芯片在支架和封装层的接触面上与外界之间的路程，延长了水汽入侵芯片的路程，提高了LED灯珠的防水性能。

将封装层与芯片相匹配的位置设置为透镜结构，可以提升LED灯珠的聚光或散光效果，可提升LED灯珠的亮度或提升出光的柔度。

采用平面型封装的塑胶作为封装层，其封装层的表面一致性好，产品没有碗杯，上表面和侧面均可以出光，出光视角大。

本实用新型还提供一种LED模组，该LED模组包括本实用新型提供的LED灯珠，LED模组的LED灯珠阵列设置在印刷电路板上，防水层覆盖在印刷电路板上，覆盖LED灯珠的侧面，同时可以覆盖LED 灯珠的支架和封装层在侧面的结合处，保证结合处位于防水层内，从而提高LED模组的防水效果。

还提供了一种LED显示屏，该LED显示屏包括本实用新型提供的 LED模组，提高了LED显示屏的防水效果。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据现有技术的LED灯珠的结构示意图；

图2A示出了根据本实用新型实施例的LED灯珠的结构示意图；

图2B示出了根据本实用新型实施例的另一种LED灯珠的结构示意图；

图3示出了根据现有技术的LED模组的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型实施例的LED模组的结构示意图；

图5示出了根据本实用新型实施例的LED灯珠的立体结构示意图；

图6A、图6B和图6C示出了根据本实用新型实施例的LED灯珠的封装层的结构示意图；

图7示出了根据本实用新型实施例的LED灯珠的支架结构示意图；

图8A、图8B、图8C和图8D示出了根据本实用新型实施例的LED 灯珠的生产流程示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

图1示出了根据现有技术的LED灯珠的结构示意图。如图所示，现有技术的LED灯珠100包括由下至上依次设置的支架110、芯片120和封装层130。支架110的下表面为焊接盘，设置有多个焊接点140。

芯片120为LED芯片，均匀设置在支架110的上表面上，导线121 在LED芯片100的内部完成芯片120的各部件的电连接，可以降低外部需求的电连接点，即减少外部焊点，提高各焊点的间隔距离，确保各焊点之间的电独立性。

封装层130覆盖在支架110的上表面，将芯片120与外界隔离。现有的常规LED灯珠的封装层130和支架110的接触面为一个平整的接触面，即其结合处102与支架110的上表面在同一平面上。

图2A示出了根据本实用新型实施例的LED灯珠的结构示意图。如图所示，本实用新型实施例的LED灯珠200也包括由下至上依次设置的支架210、芯片220和封装层230，其与现有技术的LED灯珠100的区别主要在于其在支架210的边缘区域设置有台阶结构201，芯片220位于上层台阶表面(承载面)上，封装层230覆盖台阶结构201后，其结合处202的位置低于支架210的上层台阶面，使芯片220在支架210上的承载面被完全封闭，延长了水汽入侵芯片的路程，提高芯片的密封性。其中，台阶结构201的底部宽度W1优选为大于等于0.1毫米，方便制造过程中的切割处理，保障切割后的LED灯珠的封装层的边缘部分切实向下延伸，保障延长了水汽入侵芯片的路径，确保芯片的密封性。

图2B示出了根据本实用新型实施例的另一种LED灯珠的结构示意图。如图所示，该实施例的LED灯珠300与图2A所示LED灯珠200 的区别仅在于其封装层330上还设置有透镜331，透镜331的位置与芯片的位置相匹配，可提高LED灯珠的出光效果。其中，在该实施例中，也包括台阶结构301，其底部宽度W2也优选为大于等于0.1毫米。

其中，本实施例的LED灯珠为封装层侧出光，封装层330至少部分为透明材质，透镜331直接采用封装层330的透明材质成型，且透镜331 的上表面高度从中心向四周递减，即透镜331为封装层330的突出部分有益于优化LED灯珠的出光效果。

图3示出了根据现有技术的LED模组的结构示意图。如图所示，现有技术的LED模组包括PCB板(Printed Circuit Board，印刷电路板)01 和位于PCB板01上的多个阵列分布的LED灯珠100，以及防水层02。防水层02可以选择防水硅胶，填充在每一个LED灯珠100的周围，与 PCB板01共同隔绝LED灯珠100的底层构件，也隔绝水汽与PCB板 01的接触。

但为确保LED模组的出光效果，防水层02不能遮挡芯片的侧面，以保障侧面的出光效果，即防水层02的厚度不能高于支架承载芯片的表面的高度，从而使LED灯珠100的结合处未能被防水层02覆盖，造成 LED灯珠100中的防水效果不佳。

图4示出了根据本实用新型实施例的LED模组的结构示意图。如图所示，本实用新型实施例的LED模组包括PCB板01、防水层02和多个阵列分布的本实用新型实施例提供的LED灯珠200，其中，该LED 灯珠200的结合处202的高度低于防水层02的厚度，即该LED灯珠200 的结合处202能够完全被防水层02覆盖，同时不影响LED灯珠200的侧面出光，可以实现在保障LED模组的出光效果的同时达到LED灯珠200的防水效果。

即采用本实用新型的LED灯珠可以在维持原有的LED模组的组装工艺下实现更好的防水效果，同时维持原有的LED灯珠的推力，以较低的成本实现了可以适用于户外的具有高防水系数的LED模组。

图5示出了根据本实用新型实施例的LED灯珠的立体结构示意图。如图所示，本实用新型实施例的LED灯珠200包括支架210、位于支架 210上的芯片220和封装层230。其中，该LED灯珠200整体为方形结构的层叠设计，即支架210、芯片220和封装层230为层叠设置的，形状可选为正方形均匀设计，单个LED灯珠上设置有阵列排布的四组芯片 220。支架210的边缘区域设置有台阶结构，四组芯片220位于上层台阶面上，封装层230完全覆盖支架210的上层台阶面，同时向下层台阶延伸，保障侧壁的结合处的位置低于上层台阶面，且低于防水层02的上表面，使侧壁结合处202位于防水层02的有效防水范围内，保障四组芯片 220的密封性。

在本实施例的LED灯珠200中设置有四组芯片220，实际中，单个 LED灯珠200中的芯片220的数量并不限定，芯片数量多可以提高集成度，减少总焊盘数量，提高贴片效率，保证焊接的稳定性。同时，提高集成度可以提高单个LED灯珠的焊盘数量，进而提高LED灯珠的推力，进一步降低撞灯、掉灯风险，降低后期设备维护成本。

图6A、图6B和图6C示出了根据本实用新型实施例的LED灯珠的封装层的结构示意图。如图所示，本实用新型实施例的LED灯珠的封装层30的上表面的结构包括凹槽31和通光区32，本实施例的LED灯珠为四合一LED灯珠，凹槽31可以设计为十字形，通光区32被该十字形凹槽31分隔为对称的四块，且对应于图5所示的LED灯珠200的四组芯片220。其中，可以在通光区32位置不设置额外组件，如图6A所示；还可以在通光区32设置透镜33，其上表面的高度从中心向四周逐渐递减，透镜形状可以为如图6B所示的圆形，还可以是如图6C所示的圆角矩形透镜，或者是梭形等任意弧线、直线的拼接图形。其中，凹槽31 对应于本实施例的包括四个芯片的四合一LED灯珠设计，并不限定本发明的具体实施，LED灯珠还可以是其他多合一设计，相应的凹槽31可以设计为多分枝的结构，例如丰字形结构。

凹槽31分隔多合一LED灯珠的多个LED芯片，一个透镜对应一个 LED芯片，凹槽31的宽度可选为大于等于0.1毫米，凹槽31的设计可以起到防止相邻LED芯片串光的作用。同时，凹槽31的深度应小于封装层上表面至支架承载芯片的上表面的垂直距离，并且凹槽31的下表面不延申至支架的承载芯片的上表面，以确保在该凹槽31的位置的密封性。

在封装层上设计透镜结构，可以起到聚光效果，提升亮度，或者发散出光，提高散射力。

在本实施例的四合一LED灯珠中，芯片220的中心与透镜结构的中心重合，即透镜于芯片对应设置，芯片220设计为均匀的阵列分布，在一种优选实施例中，凹槽31的宽度等于同行或同列中的相邻两个LED 芯片的中心距离的两倍与单个四合一LED灯珠的尺寸宽度的插值。

图7示出了根据本实用新型实施例的LED灯珠的支架结构示意图。如图所示，本实用新型实施例的LED灯珠的整版支架10包括多组支架 210，便于集中生产。沟槽11分隔相邻两个LED灯珠，完成LED灯珠的固晶、键合和封装后沿该沟槽11进行切割即可得到多个单独的LED 灯珠200。

图8A、图8B、图8C和图8D示出了根据本实用新型实施例的LED 灯珠的生产流程示意图。如图所示，本实用新型实施例的LED灯珠的生产流程包括依次进行的如图8A所示的固晶、如图8B所示的键合、如图 8C所示的封装和如图8D所示的切割。

其中，固晶包括将芯片20固定在整版支架10上，同时制作出沟槽 11，将芯片20分隔为多组；键合包括焊接导线21，将芯片的各部件在内部完成相应的电连接；封装包括对完成键合的整版支架10进行注塑封装，同时在封装层30上制作出隔离同一LED灯珠上的芯片的凹槽31；切割包括沿多条切割线L对完成上述步骤的支架进行切割。

其中，支架的厚度可选为0.4毫米至1.0毫米，支架沟槽11的宽度大于或等于0.2毫米，可选为0.2毫米至0.6毫米，深度可选为支架厚度的三分之一到三分之二，以保证制作沟槽后支架的机械强度。支架可以为覆铜电路板，其表面可以选择镀金、镀银等电镀工艺方案。

支架上的芯片20可以为双电极芯片或单电极芯片，可根据实际需求进行选择，同时对其发光颜色也不作限定。

在固晶焊线后，可以采用模压注塑的方式整版覆盖塑封胶体，并将塑封胶体注入到沟槽11中，形成封装层30。采用平面型封装的注塑工艺，使产品无碗杯，表面一致性好，上表面和侧面均可以出光，视角大。

在切割流程中，对整版支架10沿切割标记线进行切分。切割用的刀片厚度要比沟槽11的宽度小0.2毫米以上，保证切割后的LED灯珠的支架边缘的台阶结构处的塑封胶体厚度大于等于0.1毫米，从而保证该位置处的封装层的完好度，确保密封性。

本实用新型的LED灯珠和LED模组可以用于LED显示屏，该LED 显示屏可以是应用了该LED模组的LED显示屏，具有全面防水效果，或根据需求仅部分应用该LED模组进行部分防水。

本实用新型的LED灯珠包括由下至上依次堆叠分布的支架、芯片和封装层，封装层与支架将芯片与外界隔离，其中，支架包括位于边缘的台阶结构，封装层完全覆盖该台阶结构和支架的上层台阶面，提高芯片的密封性。本实用新型的LED模组包括PCB板、阵列分布在该PCB板上的多个LED灯珠以及填充该LED灯珠之间间隔的防水层，其中该LED 灯珠为本实用新型提供的LED灯珠，其LED灯珠的封装层与支架在边缘的结合处的位置低于防水层的上表面，即防水层能够覆盖LED灯珠的封装层与支架侧边的结合处，可以提高LED灯珠的防水性，进而地提高 LED模组的防水性，使其可以适用于户外的高湿度的使用环境。其中 LED灯珠的封装层制作工艺为模压注塑，成本低。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (15)

1.一种LED灯珠，其特征在于，包括：

支架，为板状结构，包括上表面；

至少一个芯片，位于所述支架的上表面上，所述芯片为LED芯片；

封装层，密封覆盖在所述支架和所述至少一个芯片上；

其中，所述支架还包括位于边缘的台阶结构，所述封装层覆盖所述支架的上表面及所述支架的台阶结构。

2.根据权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于，

所述封装层包括位于所述至少一个芯片上方的凸起部，所述凸起部为透镜；

所述透镜的数量和位置分别与所述至少一个芯片的芯片数量和位置相匹配。

3.根据权利要求2所述的LED灯珠，其特征在于，

所述透镜的上表面的高度从中心向四周逐渐递减。

4.根据权利要求2所述的LED灯珠，其特征在于，

所述透镜的俯视形状包括弧形拼接图像、圆角矩形、矩形和圆形中的任意一种。

5.根据权利要求2所述的LED灯珠，其特征在于，

所述透镜的同行或同列的相邻透镜之间包括凹槽。

6.根据权利要求5所述的LED灯珠，其特征在于，

所述凹槽的宽度大于等于0.1毫米。

7.根据权利要求5所述的LED灯珠，其特征在于，

所述凹槽的深度小于所述封装层的上表面至所述支架的上表面的距离。

8.根据权利要求5所述的LED灯珠，其特征在于，

所述凹槽的宽度为位于同行或同列中的相邻两个所述LED芯片中心距离的两倍值减去单个LED灯珠尺寸宽度的差值。

9.根据权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于，

所述封装层为平面型封装的塑胶。

10.根据权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于，

所述支架的台阶结构的底部的宽度大于等于0.1毫米。

11.根据权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于，

所述支架的厚度大于等于0.4毫米；

所述支架的台阶结构的高度为所述支架的厚度的三分之一至三分之二。

12.根据权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于，

所述支架的厚度小于等于1.0毫米。

13.一种LED模组，其特征在于，包括：

印刷电路板；

至少一个根据权利要求1至12任一项所述的LED灯珠，阵列分布在所述印刷电路板上；

防水层，填充设置在所述印刷电路板上，且覆盖每一个所述LED灯珠的所述支架和所述封装层的结合处。

14.根据权利要求13所述的LED模组，其特征在于，

所述封装层包括位于所述至少一个芯片上方的凸起部，所述凸起部为透镜结构；

所述透镜结构的数量和位置分别与所述至少一个芯片的芯片数量和位置相匹配，所述透镜结构的同行或同列的相邻透镜结构之间包括凹槽；

相邻所述LED灯珠之间具有间距，且相邻所述LED灯珠之间的间距大于或等于所述透镜结构之间的凹槽的宽度。

15.一种LED显示屏，其特征在于，包括：

至少一个根据权利要求13或14任一项所述的LED模组。

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