TW202141812A - Led顯示屏模組 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種LED顯示屏模組，其包括一模組基板以及多個LED封裝結構。多個LED封裝結構以陣列形式設置於模組基板上，其中每一LED封裝結構包括多個像素以及一封裝層，多個像素相互間隔設置，封裝層包括多個封裝部以及多個連接部，多個封裝部分別覆蓋多個像素，每一連接部連接於兩個相鄰的封裝部之間。每一封裝部具有一上出光面以及一側出光面，上出光面為一平面且通過一過渡弧面與側出光面連接。藉此，LED顯示屏模組的色彩一致性和亮度均勻性可以得到改善。

Description

LED顯示屏模組
本發明涉及一種顯示屏模組，特別是涉及一種多像素LED顯示屏模組。
發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)具備體積小、高發光效率、低耗能等優點，且可以發出不同色光，因此在顯示屏中有很好的應用前景。現有的LED顯示屏為了具有更佳的顯示效果，會在單一封裝像素中搭配使用紅、綠、藍三色發光二極體晶片；然而，隨著LED顯示屏的解析度越來越高，封裝體的體積需要相應地越做越小，以使多個像素更靠近彼此，連帶著紅、綠、藍三色發光二極體晶片的外接電極也越來越密集，導致線路設計趨於複雜化，且整體的製作難度和製作成本也相對提高。
為了解決上述的問題，業界發展出了另一種作法，其是將多個像素封裝在單一封裝體內，以縮小多個像素的間距；然而，光線在封裝體內傳遞時可免於受到外界環境的干擾，因而相鄰的像素之間很容易會有串光現象發生，影響顯示屏的色彩表現。為了將單一封裝體內的像素明顯區隔開，常見的方式是利用刀具在封裝體上切割出至少一道凹槽；然而，針對每個凹槽可能需要進行二次以上的切割，舉例來說，當所使用刀具的切割寬度為1.0mm時，若要使凹槽的寬度達到1.4mm，則需要一次寬度1.0mm的切割與一次寬度0.4mm的切割。如此一來，不僅刀具的損耗會增加，製造工藝也會變得更複雜。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種具有高顯示品質的LED顯示屏模組。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種LED顯示屏模組，其包括一模組基板以及多個LED封裝結構，多個所述LED封裝結構以陣列形式設置於所述模組基板上。每一所述LED封裝結構包括多個像素以及一封裝層，多個所述像素相互間隔設置，且每一所述像素包括多個LED晶片，所述封裝層包括多個封裝部以及多個連接部，其中多個所述封裝部分別覆蓋多個所述像素，每一所述連接部連接於兩個相鄰的所述封裝部之間。每一所述封裝部具有一上出光面以及一側出光面，所述上出光面為一平面且通過一過渡弧面與所述側出光面連接。
在本發明的一實施例中，每一所述連接部的厚度小於至少一所述LED晶片的高度。
在本發明的一實施例中，每一所述連接部的厚度小於100微米。
在本發明的一實施例中，所述過渡弧面的曲率半徑為0.01毫米至0.1毫米。
在本發明的一實施例中，所述過渡弧面的表面粗糙度Ra為大於0微米且小於5微米。
在本發明的一實施例中，每一所述像素定義出一通過各自的多個所述LED晶片且垂直於所述模組基板的基準面，且相對應的所述封裝部的結構相對於所述基準面呈左右對稱。
在本發明的一實施例中，兩個相鄰的所述封裝部以相對應的所述連接部為基準配置成左右對稱。
在本發明的一實施例中，所述第一LED晶片的發光波長為605奈米至650奈米，所述第二LED晶片的發光波長為510奈米至545奈米，所述第三LED晶片的發光波長為450奈米至485奈米。
在本發明的一實施例中，每一所述LED封裝結構的多個所述像素配置成一陣列，且每一所述像素的多個所述LED晶片分別為不同顏色的一第一LED晶片、一第二LED晶片與一第三LED晶片，其沿著所述陣列的行或列方向間隔設置；每一所述LED封裝結構中兩個相鄰的所述像素的所述第一、第二或第三LED晶片具有一第一內部間距；兩個相鄰的所述LED封裝結構中兩個最相鄰的所述像素的所述第一、第二或第三LED晶片具有一第一外部間距，其與所述第一內部間距相等。
在本發明的一實施例中，兩個相鄰的所述LED封裝結構具有一第二外部間距，其與每一所述連接部的寬度相等。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的LED顯示屏模組，其能通過“封裝層包括多個封裝部以分別覆蓋多個像素，其中每一封裝部具有一上出光面以及一側出光面，上出光面為一平面且通過一過渡弧面與側出光面連接”的技術方案，以提升色彩一致性和亮度均勻性，從而所顯示的影像具有良好的視覺效果。使用時，多個LED顯示屏模組可以通過機構件拼接在一起，以形成更大尺寸的顯示屏。
更進一步地說，本發明的LED顯示屏模組的製造工藝簡單、容易操作和掌握，且所獲產品的質量穩定，適於大規模生產。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“LED顯示屏模組”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
參閱圖1至圖3所示，本發明實施例提供一種LED顯示屏模組Z(或稱“燈板模組”)，其主要包括一模組基板1及多個LED封裝結構2，多個LED封裝結構2以陣列形式設置於模組基板1上；模組基板1可為一電路板，其具有一信號傳輸線路及多個連接介面(如外部導電墊)，但本發明並不限制於此。
進一步而言，每一LED封裝結構2包括一封裝基板21、多個像素2及一封裝層3，多個像素2在封裝基板21上相互間隔設置，優選為配置成一陣列，其中每一像素2包括多個LED晶片，封裝層3包括多個封裝部31及多個連接部32，多個封裝部31分別覆蓋多個像素2，其中每一封裝部31具有一上出光面311及一側出光面312，每一連接部32連接於兩個相鄰的封裝部31之間。值得注意的是，封裝層3是通過模壓成型方式而形成，使得上出光面311可為一平面，且通過一過渡弧面313與側出光面312連接，如圖2所示；從顯示效果和製造工藝方面考慮，過渡弧面313的曲率半徑優選為0.01毫米至0.1毫米，過渡弧面313的表面粗糙度Ra為大於0微米且小於5微米，優選為大於0微米且小於2微米。
雖然圖1中顯示每一LED封裝結構2包括的四個像素2並排成2×2像素陣列，但是實際上可以根據所要達到的顯示效果來改變像素的數量和排列方式，例如標準解析度(SD，720×480像素)、高解析度(HD，1280×720像素)、全高解析度(Full HD，1920×1080像素)或4K解析度(4K Resolution，3840×2160像素或4096×2160像素)。
實際應用時，封裝基板21可為一絕緣基板，其上可形成有多個連接介面(如外部導電墊)及多個信號傳輸介面(如內部導電結構)。每一像素2的多個LED晶片可分別為不同顏色的一第一LED晶片22a、一第二LED晶片22b與一第三LED晶片22c，其可沿著像素陣列的行或列方向間隔排列，其中第一LED晶片22a用以發出紅光，第二LED晶片22b用以發出綠光，第三LED晶片22c用以發出藍光，但本發明並不限制於此。第一LED晶片22a、第二LED晶片22b與第三LED晶片22c可通過導線與封裝基板21上的連接介面電性連接，其中導線的一端可以先被焊接在封裝基板21上，另一端之後再被焊接在LED晶片的電極上，以確保導線的穩定連接。封裝層3可由水氣和氧氣穿透率低的透明高分子材料(如環氧樹脂及矽氧樹脂)形成，以為多個LED晶片提供保護，確保多個LED晶片正常工作。
在本實施例中，第一LED晶片22a的發光波長可為605奈米至650奈米，第一LED晶片22a可為一紅光LED芯片，或者為一藍光LED芯片與一形成於藍光LED芯片上的波長轉換層所構成，其中波長轉換層可具有紅色螢光粉。第二LED晶片22b的發光波長可為510奈米至545奈米，第二LED晶片22b可為一綠光LED芯片，或者為一藍光LED芯片與一形成於藍光LED芯片上的波長轉換層所構成，其中波長轉換層可具有綠色螢光粉。第三LED晶片22c的發光波長可為450奈米至485奈米，第三LED晶片22c可為一藍光LED芯片。然而，本發明不以上述所舉的例子為限，本領域技術人員可根據實際需求改變發光元件的發光顏色和實現方式。
複參閱圖2及圖3所示，為了減少或避免多個像素2之間的串光現象，連接部32的厚度要小於至少一LED晶片的高度，優選為小於所有的LED晶片的高度，使得其中一像素內LED晶片所發出的光線無法通過同一介質傳遞至相鄰的另一像素內；為此目的，每一連接部32的厚度小於100微米。在一些實施例中，每一連接部32的厚度可為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，為了減少或避免每一像素2內部光線的全反射現象，從而提升色彩一致性和色彩表現能力，每一像素2定義出一通過各自的多個LED晶片且垂直於模組基板1的基準面，而封裝部31的結構相對於基準面呈左右對稱。此外，為了提升亮度均勻性，兩個相鄰的封裝部31以相對應的連接部32為基準配置成左右對稱。
複參閱圖1所示，在一些實施例中，每一LED封裝結構2中兩個相鄰的像素2的第一、第二或第三LED晶片22a、22b、22c具有一第一內部間距D1，兩個相鄰的LED封裝結構2中兩個最相鄰的像素2的第一、第二或第三LED晶片22a、22b、22c具有一第一外部間距D2，第一內部間距D1與第一外部間距D2大致相等，其可為0.5微米至1.25微米。在一些實施例中，兩個相鄰的LED封裝結構2具有一外部間距D3，其與封裝層3的連接部32的寬度W大致相等。藉此，可以提高顯示屏的解析度，且可以讓影像顯示更為逼真。
參閱圖4至圖6所示，本發明的LED顯示屏模組Z可以採用下列步驟製成︰首先，提供一初始封裝基板21，其具有多個固晶區A；接著，在每一固晶區A上設置一第一LED晶片22a、一第二LED晶片22b與一第三LED晶片22c；然後，將一壓模模具4置於初始封裝基板21上，並將水氣和氧氣穿透率低的透明高分子材料熔融後填入多個模穴41進行塑型，其中多個模穴41的位置分別對應多個固晶區A；然後，固化透明高分子材料固化後以形成初使封裝層3，其中多個封裝部31各具有一上出光面311、一側出光面312及一連接於上出光面311與側出光面312之間的過渡弧面313，且兩個相鄰的封裝部31之間具有一厚度小於100微米的連接部32；然後，沿著預留的多條切割道進行切割，切割道沿著固晶區A之間的空間延伸，以形成相互分離的多個LED封裝結構2；最後，將多個LED封裝結構2以陣列形式設置於一模組基板1上。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的LED顯示屏模組，其能通過“封裝層包括多個封裝部以分別覆蓋多個像素，其中每一封裝部具有一上出光面以及一側出光面，上出光面為一平面且通過一過渡弧面與側出光面連接”的技術方案，以提升色彩一致性和亮度均勻性，從而所顯示的影像具有良好的視覺效果。使用時，多個LED顯示屏模組可以通過機構件拼接在一起，以形成更大尺寸的顯示屏。
更進一步地說，封裝層的連接部的厚度小於至少一LED晶片的高度，優選為小於100微米，因此，可以減少或避免多個像素之間的串光現象。再者，本發明將封裝部的過渡弧面的曲率半徑設定在0.01毫米至0.1毫米，可以形成3度至5度的脫模角，從而提高壓模模具的脫模效率；並且，本發明將封裝部的過渡弧面的表面粗糙度Ra設定在大於0微米且小於5微米，優選為大於0微米且小於2微米，可以提升像素的色彩分辨率。
更進一步地說，本發明的LED顯示屏模組的製造工藝簡單、容易操作和掌握，且所獲產品的質量穩定，適於大規模生產。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
Z:LED顯示屏模組 1:模組基板 2:LED封裝結構 21:封裝基板 21’:初始封裝基板 A:固晶區 22:像素 22a:第一LED晶片 22b:第二LED晶片 22c:第三LED晶片 3:封裝層 31:封裝部 311:上出光面 312:側出光面 313:過渡弧面 32:連接部 4:壓模模具 41:模穴 D1:第一內部間距 D2:第一外部間距 D3:第二內部間距 W:寬度
圖1為本發明的LED顯示屏模組的俯視示意圖。
圖2為圖1的II-II剖面的剖面示意圖。
圖3為圖1的III-III剖面的剖面示意圖。
圖4為本發明的LED顯示屏模組的其中一製造方法示意圖。
圖5為本發明的LED顯示屏模組的另外一製造方法示意圖。
圖6為本發明的LED顯示屏模組的另外再一製造方法示意圖。
1:模組基板
21:封裝基板
22a:第一LED晶片
22b:第二LED晶片
22c:第三LED晶片
3:封裝層
31:封裝部
311:上出光面
312:側出光面
313:過渡弧面
32:連接部

Claims (10)

  1. 一種LED顯示屏模組，其包括： 一模組基板；以及 多個LED封裝結構，以陣列形式設置於所述模組基板上，每一所述LED封裝結構包括： 多個像素，相互間隔設置，每一所述像素包括多個LED晶片；以及 一封裝層，包括多個封裝部以及多個連接部，多個所述封裝部分別覆蓋多個所述像素，每一所述連接部連接於兩個相鄰的所述封裝部之間，其中每一所述封裝部具有一上出光面以及一側出光面，所述上出光面為一平面且通過一過渡弧面與所述側出光面連接。
  2. 如請求項1所述的LED顯示屏模組，其中，每一所述連接部的厚度小於至少一所述LED晶片的高度。
  3. 如請求項2所述的LED顯示屏模組，其中，每一所述連接部的厚度小於100微米。
  4. 如請求項1所述的LED顯示屏模組，其中，所述過渡弧面的曲率半徑為0.01毫米至0.1毫米。
  5. 如請求項1所述的LED顯示屏模組，其中，所述過渡弧面的表面粗糙度Ra為大於0微米且小於5微米。
  6. 如請求項1所述的LED顯示屏模組，其中，每一所述像素定義出一通過各自的多個所述LED晶片且垂直於所述模組基板的基準面，且相對應的所述封裝部的結構相對於所述基準面呈左右對稱。
  7. 如請求項6所述的LED顯示屏模組，其中，兩個相鄰的所述封裝部以相對應的所述連接部為基準配置成左右對稱。
  8. 如請求項1所述的LED顯示屏模組，其中，所述第一LED晶片的發光波長為605奈米至650奈米，所述第二LED晶片的發光波長為510奈米至545奈米，所述第三LED晶片的發光波長為450奈米至485奈米。
  9. 如請求項1所述的LED顯示屏模組，其中，每一所述LED封裝結構的多個所述像素配置成一陣列，且每一所述像素的多個所述LED晶片分別為不同顏色的一第一LED晶片、一第二LED晶片與一第三LED晶片，其沿著所述陣列的行或列方向間隔設置；每一所述LED封裝結構中兩個相鄰的所述像素的所述第一、第二或第三LED晶片具有一第一內部間距；兩個相鄰的所述LED封裝結構中兩個最相鄰的所述像素的所述第一、第二或第三LED晶片具有一第一外部間距，其與所述第一內部間距相等。
  10. 如請求項1所述的LED顯示屏模組，其中，兩個相鄰的所述LED封裝結構具有一第二外部間距，其與每一所述連接部的寬度相等。
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