CN220189645U - Led封装结构和led显示屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种LED封装结构。所述LED封装结构中，支架具有芯片安装面，多个LED芯片位于支架的芯片安装面上方，多个LED芯片包括光色不同的第一芯片、第二芯片和第三芯片，在支架的芯片安装面的垂向上，第二芯片和第三芯片的厚度均小于第一芯片的厚度，垫块固定在支架的芯片安装面上，第二芯片和第三芯片固定在垫块上，第一芯片固定在支架的芯片安装面上，从而垫块可以垫高第二芯片和第三芯片，减小第一芯片与第二芯片和第三芯片之间的高度差，有助于提高第二芯片和第三芯片的发光半强角度，提高第一芯片、第二芯片和第三芯片的光型重合度和一致性，解决LED显示屏左右视角下存在的偏红色差问题。本实用新型还提供一种LED显示屏。

Description

LED封装结构和LED显示屏

技术领域

本实用新型涉及LED技术领域，特别涉及一种LED封装结构和LED显示屏。

背景技术

近年来LED显示屏凭借着节能、寿命长及优越显示效果等优势得到了飞速发展，伴随而来的便是人们对LED显示屏的高要求、高标准。

图1为现有的一种LED封装结构的剖面示意图。该LED封装结构中，红光LED芯片11、蓝光LED芯片12和绿光LED芯片13均固定在支架14上，且蓝光LED芯片12的厚度和绿光LED芯片13的厚度均小于红光LED芯片11的厚度，通常蓝光LED芯片12和绿光LED芯片13的厚度比红光LED芯片11小50μm以上。

由于红光LED芯片11与蓝光LED芯片12和绿光LED芯片13存在较大的厚度差，当三种芯片固晶到支架14上后，受芯片厚度差影响导致红色LED芯片11比另外两个芯片的发光角度大，导致RGB(红绿蓝)光型重合度较差。另外，当数万颗乃至更多的成品LED封装结构集成在LED显示屏上形成面光源时，LED显示屏是以RGB三色芯片正面(0°角)发光效率进行白平衡配光校正，在侧面大角度下由于三种芯片之间厚度差的影响，红光LED芯片半强角度大于蓝绿光LED芯片半强角度，故LED显示屏在左右大视角下观看存在偏红色差问题。

为了解决上述问题，现有的一种方法是通过降低红光LED芯片的厚度来匹配蓝绿LED芯片，相当于用大发光角度去匹配小发光角度，如此虽然可以提升红绿蓝光整体的一致性，但红绿兰光LED芯片的发光角度相对小。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种LED封装结构和一种LED显示屏，可以提升厚度较小的芯片例如蓝绿光芯片的发光半强角度，提高多个芯片的光型重合度和一致性，解决LED显示屏左右视角下存在的偏红色差问题。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种LED封装结构。所述LED封装结构包括：支架，所述支架具有芯片安装面；多个LED芯片，位于所述芯片安装面上方，多个所述LED芯片包括光色不同的第一芯片、第二芯片和第三芯片，在所述芯片安装面的垂向上，所述第二芯片和所述第三芯片的厚度均小于所述第一芯片的厚度；以及垫块，固定在所述芯片安装面上，所述第二芯片和所述第三芯片固定在所述垫块上，所述第一芯片固定在所述芯片安装面上。

可选的，在所述芯片安装面的垂向上，所述第一芯片、所述第二芯片和所述第三芯片的远离所述支架的顶面高度差在-0.05mm～+0.05mm的范围内。

可选的，在所述芯片安装面的垂向上，所述第一芯片、所述第二芯片和所述第三芯片的远离所述支架的顶面齐平。

可选的，所述第二芯片和所述第三芯片相邻，相邻的所述第二芯片和所述第三芯片设置在同一个所述垫块上。

可选的，所述第二芯片和所述第三芯片分别固定在两个所述垫块上。

可选的，所述第二芯片的厚度和所述第三芯片的厚度不相等，所述第二芯片和所述第三芯片对应的所述垫块的厚度不相等，所述第二芯片和对应的所述垫块的厚度之和与所述第三芯片和对应的所述垫块的厚度之和相等。

可选的，所述垫块为蓝宝石垫块、硅垫块、玻璃垫块或塑料垫块。

可选的，所述LED封装结构还包括反射杯；所述反射杯设置在所述支架的所述芯片安装面上，所述反射杯围绕所述多个LED芯片和所述垫块。

可选的，所述LED封装结构还包括封装胶层，所述封装胶层覆盖所述多个LED芯片和所述垫块，且填充所述反射杯。

可选的，所述封装胶层远离所述支架的表面为凸型曲面。

可选的，所述第一芯片为红光LED芯片，所述第二芯片为蓝光LED芯片，所述第三芯片为绿光LED芯片。

本实用新型的另一方面还提供一种LED显示屏。所述LED显示屏包括阵列排布的多个如上所述的LED封装结构。

本实用新型提供的LED封装结构包括支架、多个LED芯片和垫块，所述支架具有芯片安装面，多个所述LED芯片包括光色不同的第一芯片、第二芯片和第三芯片，在所述芯片安装面的垂向上，所述第一芯片的厚度大于所述第二芯片的厚度和所述第三芯片的厚度，所述垫块固定在所述芯片安装面上，且所述第二芯片和所述第三芯片固定在所述垫块上，所述第一芯片固定在所述芯片安装面上，从而垫块可以垫高第二芯片和第三芯片，减小第一芯片与第二芯片和第三芯片之间的高度差，有助于提高第二芯片和第三芯片的发光半强角度，提高第一芯片、第二芯片和第三芯片的光型重合度和一致性，解决包括所述LED封装结构的LED显示屏左右视角下存在的偏红色差问题。

附图说明

图1为现有的一种LED封装结构的剖面示意图。

图2为本实用新型一实施例提供的LED封装结构的平面示意图。

图3为本实用新型一实施例提供的LED封装结构的剖面示意图。

图4为本实用新型一实施例提供的LED封装结构的发光角度和发光强度的关系曲线图。

图5为本实用新型另一实施例提供的LED封装结构的剖面示意图。

附图标记说明：11-红光LED芯片；12-蓝光LED芯片；13-绿光LED芯片；14-支架；21-第一芯片；22-第二芯片；23-第三芯片；24-支架；25-垫块；26-反射杯；27-封装胶层。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的LED封装结构和LED显示屏作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

图2为本实用新型一实施例提供的LED封装结构的平面示意图。图3为本实用新型一实施例提供的LED封装结构的剖面示意图。如图2和图3所示，本实施例的LED封装结构包括支架24、多个LED芯片和垫块25。支架24具有芯片安装面。多个LED芯片位于支架24的芯片安装面的上方，多个LED芯片包括光色不同的第一芯片21、第二芯片22和第三芯片23，在支架24的芯片安装面的垂向上，第二芯片22和第三芯片23的厚度均小于第一芯片21的厚度。垫块25固定在支架24的芯片安装面上，第二芯片22和第三芯片23固定在垫块25上，第一芯片21固定在支架24的芯片安装面上。

本实施例中，支架24的材料可以包括金属和介电材料。示例性的，支架24可以为PCB线路板，但不限于此。支架24具有用于安装LED芯片的芯片安装面，图3中支架24的芯片安装面为支架24的顶面。支架24的芯片安装面至少包括一平面区域，以便安装LED芯片。

支架24的芯片安装面一侧还可以设置有多个承载垫(图中未示出)，承载垫用于承载与LED芯片的电极连接的键合线的一端。支架24与芯片安装面一侧相对的另一侧，即支架24的背面一侧还可以设置引脚(图中未示出)，支架24通过引脚与外部电路电连接。其中，支架24两侧的承载垫和引脚可以通过支架24内部的线路和/或导电孔电连接。

参考图2和图3所示，多个LED芯片包括光色不同的第一芯片21、第二芯片22和第三芯片23；在支架24的芯片安装面的垂向(即图3中水平方向的垂向)上，第二芯片22和第三芯片23的厚度均小于第一芯片21的厚度，即第一芯片21的厚度大于第二芯片22的厚度和23第三芯片的厚度。示例性的，第一芯片21为红光LED芯片，第二芯片22为蓝光LED芯片，第三芯片23为绿光LED芯片，但不限于此。

本实施例中，参考图2和图3所示，第一芯片21固定在支架24的芯片安装面上。

示例性的，第一芯片21可以为垂直芯片，所述第一芯片21的顶面和底面均可以设置有电极，第一芯片21的顶面可以为出光面且出光面背向支架24。第一芯片21可以通过导电胶层粘贴在支架24上，第一芯片21底面一侧的电极可以通过导电胶层与支架24的导电结构电连接，第一芯片21顶面一侧的电极可以通过键合线与支架24的承载垫电连接。示例性的，键合线可以是金线、合金线、铜线或铝线中的一种。

参考图2和图3所示，垫块25固定在支架24的芯片安装面上，用于垫高第二芯片22和第三芯片23。垫块25可以粘贴在支架24的芯片安装面上，如此工艺简单，但不限于此；垫块25还可以通过其它本领域公知的连接方式固定在芯片安装面上。

本实施例中，第二芯片22和第三芯片23固定在垫块25上，以减小第一芯片21与第二芯片22和第三芯片23之间的高度差，提高蓝、绿光LED芯片的发光半强角度。第二芯片22和第三芯片23可以通过粘贴等方式固定在垫块25上，但不限于此。

第二芯片22和第三芯片23可以为正装芯片，第二芯片22和第三芯片23的电极均设置在芯片的出光面一侧，第二芯片22和第三芯片23的出光面均背向垫块25，图3中第二芯片22和第三芯片23的出光面均为芯片的顶面，第二芯片22和第三芯片23的底面均朝向垫块25并与垫块25连接。其中，第二芯片22和第三芯片23的电极分别通过键合线与支架24的承载垫连接。

参考图2和图3所示，本实施例中，第二芯片22和第三芯片23固定在同一块垫块25上。示例性的，第二芯片22和第三芯片23相邻设置，相邻的第二芯片22和第三芯片23设置在同一个垫块25上，如此需要的垫块数量较少。

本实施例中，第二芯片22和第三芯片23经垫块25垫高后，在芯片安装面的垂向上，第一芯片21、第二芯片22和第三芯片23的远离支架24的顶面高度差可以在-0.05mm～+0.05mm的范围内，如此第一芯片21、第二芯片22和第三芯片23的光型重合度和一致性较好。

优选的，参考图3所示，第二芯片22和第三芯片23的厚度可以相等。第二芯片22和垫片25的厚度之和以及第三芯片23和垫片25的厚度之和均与第一芯片21的厚度相等，从而在支架24的芯片安装面的垂向上，第一芯片21、第二芯片22和第三芯片23的远离支架24的顶面齐平。图4为本实用新型一实施例提供的LED封装结构的发光角度和发光强度的关系曲线图。参考图4所示，通过垫片25将第二芯片22和第三芯片23的顶面垫高到与第一芯片21的顶面齐平的位置后，红光LED芯片(对应R曲线)、蓝光LED芯片(对应B曲线)和绿光LED芯片(对应G曲线)的发光强度的曲线重合度高，即LED封装结构的红蓝绿光型重合度和一致性好。

参考图2和图3所示，垫块25可以为板状，垫块25的俯视形状可以为矩形，但不限于此。在平行于支架24的芯片安装面的平面上，垫块25的形状可以由多条直线和/或曲线拼接形成的任意形状，垫块25的形状还可以根据第二芯片22和第三芯片23在芯片安装面上的位置灵活设计。

图5为本实用新型另一实施例提供的LED封装结构的剖面示意图。本申请的另一实施例中，如图5所示，第二芯片22和第三芯片23分别固定在两个垫块25上，如此垫块25的位置可以根据第二芯片22和第三芯片23的位置灵活设置，受到第二芯片22和第三芯片23之间的相对位置限制较小，此外，如此还可以根据第二芯片22和第三芯片23的厚度分别选择对应的垫块25的厚度，满足不同厚度的LED芯片的不同垫高需求，进一步提高多个芯片的光型重合度和一致性。示例性的，第二芯片22和第二芯片23经对应的垫块25垫高后，第一芯片21、第二芯片22和第二芯片23顶面高度差可以在-0.05mm～+0.05mm的范围内。

较优的，参考图5所示，本申请的一实施例中，第二芯片22和第三芯片23的厚度可以不相等，第二芯片22和第三芯片23对应的垫块25的厚度不相等，第二芯片22和对应的垫块25的厚度之和与第三芯片23和对应的垫块25的厚度之和可以相等，第二芯片22和第三芯片23对应的垫块25分别可以将第二芯片22和第三芯片23的顶面垫高到与第一芯片21的顶面齐平的位置。

所述垫块25可以为蓝宝石垫块、硅垫块、玻璃垫块或塑料垫块等。

本申请中，所述LED封装结构可以为TOP型结构。参考图2和图3所示，LED封装结构还可以包括反射杯26；反射杯26设置在支架24的芯片安装面上，反射杯26围绕多个LED芯片和垫块25，设置反射杯26可以改善多个LED芯片的聚光，提升亮度。

示例性的，本实施例中，反射杯26可以通过粘合剂粘合在支架24上。反射杯26可以通过注塑形成，反射杯26的材料可以为耐回流焊接的绝缘材料，例如PPA、PCT或环氧树脂等。另一实施例中，反射杯26与支架24还可以是一体成型结构。

如图2所示，反射杯26的杯口形状可以为圆角矩形，但不限于此。在其它实施例中，反射杯26的杯口还可以为矩形、圆形、弧线拼接图形中的任意一种。反射杯26的内壁形状选自但不限于矩形、倒梯形或者弧形结构中的任意一种。

反射杯26的颜色可以为黑色或白色。反射杯26的颜色为黑色时，反射杯26还包括位于反射杯26内壁表面上的高反光材料，实现聚光和反射效果。反射杯26的颜色为白色时，反射杯26还可以包括位于反射杯26上表面的黑漆，以保证产品的对比度。

需要说明的是，图2、图3和图5示出的LED封装结构仅包括一组LED芯片，一组LED芯片包括一个第一芯片21、一个第二芯片22和一个第三芯片23，且一组LED芯片均设置在一个反射杯26内，但不限于此。

参考图3和图5所示，LED封装结构还可以包括封装胶层27，封装胶层27覆盖多个LED芯片和垫块25，且填充反射杯26，封装胶层27可以密封保护反射杯26内的LED芯片。示例性的，封装胶层27的材料可以为环氧树脂、硅胶、硅树脂中的一种。

继续参考图3和图5所示，封装胶层27远离支架24的表面可以为凸型曲面，且该凸型曲面朝着远离LED芯片的方向凸出，该凸型曲面可以作为透镜，有助于提高LED封装结构的聚光效果以及亮度，且封装胶层27同时作为密封层和透镜，可以降低功耗及成本。

所述LED封装结构的封装过程可以包括：参考图3所示，清洗支架24；将第一芯片21固定在支架24的芯片安装面上；将垫块25固定在支架24的芯片安装面上；将第二芯片22和第三芯片23固定在垫块25上；焊接键合线以将第一芯片21、第二芯片22和第三芯片23的出光面一侧电极与支架24电连接；点涂封装胶，并进行固化形成封装胶层27。需要说明的是，在LED封装结构的封装过程中，也可以先将垫块25固定在支架24的芯片安装面上，再将第二芯片22和第三芯片23安装在垫块25上以及将第一芯片21固定在支架24的芯片安装面上。

本实用新型提供的LED封装结构包括支架24、多个LED芯片和垫块25，支架24具有芯片安装面，多个LED芯片包括光色不同的第一芯片21、第二芯片22和第三芯片23，在芯片安装面的垂向上，第一芯片21的厚度大于第二芯片22的厚度和第三芯片23的厚度，垫块25固定在芯片安装面上，且第二芯片22和第三芯片23固定在垫块25上，第一芯片21固定在芯片安装面上，从而垫块25可以垫高第二芯片22和第三芯片23，减小第一芯片21与第二芯片22和第三芯片23之间的高度差，有助于提高第二芯片22和第三芯片23的发光半强角度，提高第一芯片21、第二芯片22和第三芯片23的光型重合度和一致性，解决LED显示屏左右视角下存在的偏红色差问题。

本申请还提供一种LED显示屏，所述LED显示屏包括阵列排布的多个上述的LED封装结构。一个所述LED封装结构为LED显示屏的一个灯珠。

需要说明的是，本说明书采用递进的方式描述，在后描述的LED显示屏重点说明的都是与在前描述的LED封装结构的不同之处，各个部分之间相同和相似的地方互相参见即可。

本说明书使用的术语“第一”、“第二”、“第三”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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，除非内容另外明确指出外。术语“安装”、“相连”、“连接”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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...上面”和“在...上”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型权利范围的任何限定，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (12)

1.一种LED封装结构，其特征在于，包括：

支架，所述支架具有芯片安装面；

多个LED芯片，位于所述芯片安装面上方，多个所述LED芯片包括光色不同的第一芯片、第二芯片和第三芯片；在所述芯片安装面的垂向上，所述第二芯片和所述第三芯片的厚度均小于所述第一芯片的厚度；以及

垫块，固定在所述芯片安装面上；所述第二芯片和所述第三芯片固定在所述垫块上，所述第一芯片固定在所述芯片安装面上。

2.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，在所述芯片安装面的垂向上，所述第一芯片、所述第二芯片和所述第三芯片的远离所述支架的顶面高度差在-0.05mm～+0.05mm的范围内。

3.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，在所述芯片安装面的垂向上，所述第一芯片、所述第二芯片和所述第三芯片的远离所述支架的顶面齐平。

4.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述第二芯片和所述第三芯片相邻，相邻的所述第二芯片和所述第三芯片设置在同一个所述垫块上。

5.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述第二芯片和所述第三芯片分别固定在两个所述垫块上。

6.如权利要求5所述的LED封装结构，其特征在于，所述第二芯片的厚度和所述第三芯片的厚度不相等，所述第二芯片和所述第三芯片对应的所述垫块的厚度不相等，所述第二芯片和对应的所述垫块的厚度之和与所述第三芯片和对应的所述垫块的厚度之和相等。

7.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述垫块为蓝宝石垫块、硅垫块、玻璃垫块或塑料垫块。

8.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述LED封装结构还包括反射杯；所述反射杯设置在所述支架的所述芯片安装面上，所述反射杯围绕所述多个LED芯片和所述垫块。

9.如权利要求8所述的LED封装结构，其特征在于，所述LED封装结构还包括封装胶层，所述封装胶层覆盖所述多个LED芯片和所述垫块，且填充所述反射杯。

10.如权利要求9所述的LED封装结构，其特征在于，所述封装胶层远离所述支架的表面为凸型曲面。

11.如权利要求1至10任一项所述的LED封装结构，其特征在于，所述第一芯片为红光LED芯片，所述第二芯片为蓝光LED芯片，所述第三芯片为绿光LED芯片。

12.一种LED显示屏，其特征在于，包括阵列排布的多个如权利要求1至11任一项所述的LED封装结构。