一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏论文和设计-张文林

全文摘要

本实用新型公开了一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏，具有带焊盘的基板，基板正面集成有若干个像素单元，每个像素单元由三个发光单元组成，基板背面印刷电路并表贴有驱动芯片；发光单元具有封装于基板上的LED芯片，每个LED芯片均采用蓝光倒装LED芯片；LED芯片内置于荧光粉层中，荧光粉层上设有一层滤光膜，发光单元包裹于遮光层中，遮光层的顶部设有发光窗口；每个像素单元的三个滤光膜分别为仅允许红、绿、蓝三色光通过的滤光膜；相邻两个发光单元之间设有间隙，间隙中设置遮光层；本实用新型成本低廉，像素密度高，便于在基板上实施封装操作，实现了发光的一致性，简化了驱动电路，防止了发光对人体视网膜的刺激。

主设计要求

1.一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏，具有带焊盘的基板，基板正面集成有若干个阵列排布的像素单元，每个像素单元均由三个发光单元组成，基板背面印刷电路并表贴有驱动芯片；其特征是：所述发光单元具有封装于基板上的LED芯片，并且每个发光单元中的LED芯片均采用蓝光倒装LED芯片；所述LED芯片内置于荧光粉层中，荧光粉层上设有一层滤光膜，发光单元被包裹于遮光层中，遮光层的顶部设有与滤光膜相对应的发光窗口；每个像素单元的三个滤光膜分别为仅允许红、绿、蓝三色光通过的滤光膜；每个像素单元中相邻的两个发光单元之间设有间隙，并在间隙中设置所述遮光层。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏，其特征是：所述像素单元中三个发光单元排布呈三角形结构或直线形结构。

3.根据权利要求1所述的一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏，其特征是：所述像素单元中还另设有一个发光单元，该发光单元上的滤光膜为仅允许白色光通过的滤光膜，并且该发光单元与发出红、绿、蓝光的三个发光单元组成矩形结构。

4.根据权利要求1所述的一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏，其特征是：所述发光单元的荧光粉层与滤光膜之间涂布有白色底色层。

5.根据权利要求1所述的一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏，其特征是：在各个像素单元的顶部设有一层透明的防护层。

6.根据权利要求1所述的一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏，其特征是：所述LED芯片下侧的两个电极通过回流焊接的方式直接连接基板底部的焊盘。

7.根据权利要求1所述的一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏，其特征是：所述发光单元上滤光膜的边沿区域均被遮光层遮盖，使得发光窗口的出光面积小于滤光膜的表面积，并且三个发光单元上发光窗口的出光面积大小相同。

8.根据权利要求7所述的一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏，其特征是：所述发光窗口呈圆形、椭圆形、三角形或矩形结构。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏，其特征是：所述基板采用PCB线路板或BT线路板；所述LED芯片采用氮化镓型蓝宝石衬底蓝光芯片；所述滤光膜采用含有颜料颗粒的CF光刻胶、丝印油墨或UV油墨，其中颜料颗粒的含量小于5%；所述遮光层采用含有黑色颜料的丝印油墨、UV油墨、黑色光刻胶或Cr金属膜，其中黑色颜料颗粒含量在6%-20%之间。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种显示屏，尤其是一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏。

背景技术

传统的COB显示屏\/显示器件采用大尺寸基板，在基板上集成有若干个像素单元，每个像素单元均由封装于基板上的红、绿、蓝正装LED芯片组成。在实际加工生产时，用焊金线工艺将各个正装LED芯片的电极与基板上的焊盘相连接，然后用注胶工艺将各个正装LED芯片、金线及基板模封成一体，基板采用多层板，背面印刷电路并表贴驱动芯片。

传统COB显示器件的缺点是：(1)成本高，市场上红光LED芯片和绿光LED芯片的生产成本要高于蓝光LED芯片，并且相同规格的红光LED芯片价格比蓝光LED芯片高50%以上，由红、绿、蓝三色LED芯片构成的发光像素在成本上明显偏高;(2)在基板上封装正装LED芯片需要焊接金线，其焊线工艺需要逐点加工，效率低，在像素密度提升之后会出现产品的不良率高、可靠性较差及返修困难的问题；(3)由于焊接金线需要预留走线空间，这大大限制了产品尺寸的进一步缩小和像素密度的提升；(3)传统COB显示器上采用直接发光的LED芯片对人体视网膜刺激大，不能适用长时间观看应用的场合如会议室显示屏或家用显示屏。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决传统COB显示器件所存在的上述问题，为此提供一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏。

本实用新型的具体方案是：一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏，具有带焊盘的基板，基板正面集成有若干个阵列排布的像素单元，每个像素单元均由三个发光单元组成，基板背面印刷电路并表贴有驱动芯片；所述发光单元具有封装于基板上的LED芯片，并且每个发光单元中的LED芯片均采用蓝光倒装LED芯片；所述LED芯片内置于荧光粉层中，荧光粉层上设有一层滤光膜，发光单元被包裹于遮光层中，遮光层的顶部设有与滤光膜相对应的发光窗口；每个像素单元的三个滤光膜分别为仅允许红、绿、蓝三色光通过的滤光膜；每个像素单元中相邻的两个发光单元之间设有间隙，并在间隙中设置所述遮光层。

本实用新型中所述像素单元中三个发光单元排布呈三角形结构或直线形结构。

本实用新型中所述像素单元中还另设有一个发光单元，该发光单元上的滤光膜为仅允许白色光通过的滤光膜，并且该发光单元与发出红、绿、蓝光的三个发光单元组成矩形结构。

本实用新型中所述发光单元的荧光粉层与滤光膜之间涂布有白色底色层。

本实用新型中在各个像素单元的顶部设有一层透明的防护层。

本实用新型中所述LED芯片下侧的两个电极通过回流焊接的方式直接连接基板底部的焊盘。

本实用新型中所述发光单元上滤光膜的边沿区域均被遮光层遮盖，使得发光窗口的出光面积小于滤光膜的表面积，并且三个发光单元上发光窗口的出光面积大小相同。

本实用新型中所述发光窗口呈圆形、椭圆形、三角形或矩形结构。

本实用新型中所述基板采用PCB线路板或BT线路板；所述LED芯片采用氮化镓型蓝宝石衬底蓝光芯片；所述滤光膜采用含有颜料颗粒的CF光刻胶、丝印油墨或UV油墨，其中颜料颗粒的含量小于5%；所述遮光层采用含有黑色颜料的丝印油墨、UV油墨、黑色光刻胶或Cr金属膜，其中黑色颜料颗粒含量在6%-20%之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型结构简单、成本低廉，通过在每个发光单元中均采用蓝光倒装LED芯片，实现了构成一个像素单元需求的红、绿、蓝三色光；

(2)本实用新型采用蓝光倒装LED芯片，在封装时不需要预留焊接金线，像素密度可以得到大幅度地提高；

(3)本实用新型中所述LED芯片与基板的焊接采用回流焊接，一次回流可以焊接基板上所有焊点，加工效率高，焊点冶金结合，可靠性高；

(4)本实用新型中各个像素单元采用同一种类型的蓝光倒装LED芯片更容易做到发光的一致性和芯片驱动电压的一致，大幅度地简化了驱动电路；

(5)本实用新型的各个像素单元中的LED芯片发光透过滤光膜后形成面光源，减少了对人体眼睛视网膜的刺激，更适用于室内长时间观看屏幕的应用。

附图说明

图1是在实施例1中，本实用新型的俯视结构示意图；

图2是在实施例1中，其中一种像素单元的俯视结构示意图；

图3是图2的A-A视图；

图4是在实施例2中，第二种像素单元的俯视结构示意图；

图5是在实施例3中，第三种像素单元的俯视结构示意图。

图中：1—焊盘，2—基板，3—LED芯片，4—荧光粉层，5—滤光膜，6—遮光层，7—发光窗口，8—白色底色层，9—防护层，10—间隙。

具体实施方式

实施例1

参见图1-3，本实用新型提供了一种基于全蓝光倒装LED芯片封装的COB显示屏，具有带焊盘1的基板2，基板2正面集成有若干个阵列排布的像素单元，每个像素单元均由三个并排布置的发光单元组成，基板背面印刷电路并表贴有驱动芯片；所述发光单元具有封装于基板2上的LED芯片3，并且每个发光单元中的LED芯片3均采用蓝光倒装LED芯片；所述LED芯片3内置于荧光粉层4中，荧光粉层4上设有一层滤光膜5，发光单元包裹于遮光层6中，遮光层6的顶部设有与滤光膜5相对应的发光窗口7；每个像素单元的三个滤光膜5分别为仅允许红、绿、蓝三色光通过的滤光膜；每个像素单元中相邻的两个发光单元之间设有间隙10，在间隙10中设置所述遮光层6，用于防止每个像素单元中相邻的两个发光单元之间发生侧向串光。

进一步地，本实施例中所述发光单元的荧光粉层4与滤光膜5之间涂布有白色底色层8，用以增强色彩的表现力。

进一步地，本实施例中在各个像素单元的顶部设有一层透明的防护层9或防护膜。

进一步地，本实施例中所述LED芯片3下侧的两个电极通过回流焊接的方式直接连接基板2底部的焊盘1。

进一步地，本实施例所述发光单元上滤光膜5的边沿区域均被遮光层6遮盖，使得发光窗口7的出光面积小于滤光膜5的表面积，并且三个发光单元上发光窗口7的出光面积大小相同。

进一步地，本实施例所述发光窗口7呈椭圆形结构，也可以为圆形、三角形或矩形结构。

进一步地，本实施例中所述基板2采用PCB线路板或BT线路板；所述LED芯片3采用氮化镓型蓝宝石衬底蓝光芯片；所述荧光粉层4中的荧光粉采用YAG荧光材料、铝酸盐、硅酸盐、氮化物以及氮氧化物类的荧光材料；所述滤光膜5采用含有颜料颗粒的CF光刻胶、丝印油墨或UV油墨，其中颜料颗粒的含量小于5%，颜料颗粒可以是无机颜料，也可以是有机颜料，其中无机颜料包括有各种金属氧化物、铬酸盐、碳酸盐、硫酸盐和硫化物等，如铝粉、铜粉、碳黑、锌白和钛白铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、立德粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄等，有机颜料包括有偶氮颜料、色淀、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料等，这些颜料颗粒含量在合适的范围以保证滤光膜足够的透光性与颜色表现；所述遮光层6采用含有黑色颜料的丝印油墨、UV油墨、黑色光刻胶或Cr金属膜，其中黑色颜料颗粒含量在6%-20%之间。

本实用新型的原理如下：本实用新型中每个发光单元上的LED芯片3发出的蓝光经过黄色的荧光粉层4的激发后生成白光，由于每个像素单元中的三个滤光膜5分别为仅允许红、绿、蓝三色光通过的滤光膜，则白光通过滤光膜5后分别形成红、绿、蓝颜色显示。

实施例2

参见图4，本实施例基于实施例1，本实施例中所述基板2上的三个发光单元排布呈三角形结构。

实施例3

参见图5，本实施例基于实施例1，本实施例中所述像素单元中还另设有一个发光单元，该发光单元上的滤光膜5为仅允许白色光通过的滤光膜，并且该发光单元与发出红、绿、蓝光的三个发光单元组成矩形结构。

设计图

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