一种应用在高密度透明显示屏上的一体化LED芯片的制作方法

一种应用在高密度透明显示屏上的一体化led芯片
技术领域
1.本实用新型涉及高密度透明显示技术领域，具体而言，尤其涉及一种应用在高密度透明显示屏上的一体化led芯片。


背景技术：

2.随着芯片行业的高速发展，芯片的种类越来越多，芯片产品已经应用在我们生活的方方面面。led芯片作为一大分支多用于透明显示屏，人们对透明显示屏的要求主要是面积大，显示密度高。但传统的led芯片无法满足这些要求，因为传统的led芯片供电电压为5v，当显示屏面积大、需要的显示密度高时，由于显示屏的线阻太大，5v电压无法驱动整个高密度透明显示屏。因此，急需一种新的led芯片来解决这些问题。


技术实现要素：

3.根据上述提出的由于透明显示屏面积大、显示密度高、线阻大，需要较高的宽电压输入才能完全驱动整个透明显示屏，但传统led芯片的驱动电压只能是5v的技术问题，而提供一种一体化led芯片。本实用新型采用电源模组将12v的宽电压转换为5v的输入电压来给驱动单元供电防止芯片烧毁。或者采用调节电流的方式，使用低电流实现高密度透明显示屏的点亮。高密度透明显示屏的一体化led芯片能够很好的满足现在人们对led芯片的要求。
4.本实用新型采用的技术手段如下：
5.一种一体化led芯片，应用在高密度透明显示屏上，结构包括衬底、驱动芯片、led外延片；衬底通过焊盘焊接在高密度透明显示屏上，驱动芯片、led外延片均设置在衬底上，其中的驱动芯片、led外延片通过衬底进行电性连接。
6.进一步地，所述驱动芯片包括电源模组和驱动单元；电源模组为电压转换器，外部12v宽电压连接在驱动芯片vcc端，电压转换器将12v的宽电压转换为5v，作为驱动单元的输入电压；驱动单元包括led驱动模块和电流调节模块，电流调节模块用于调节led驱动电流的大小。
7.进一步地，所述驱动芯片、led外延片均以倒装的方式焊接在衬底的相应位置；即所述驱动芯片和led外延片的连线全部平铺在衬底上，且分别与驱动芯片以及led外延片对应的焊接引脚相连。
8.进一步地，所述驱动芯片和led外延片采用飞线连接；即驱动芯片上的接口通过飞线连接led外延片，且通过飞线将驱动芯片上对应的接口分别连接电源正负极和数据输入接口。
9.进一步地，所述一体化led芯片上还设置有封装体，封装体设置在衬底上，通过高透明光学胶与衬底贴合。
10.进一步地，所述led外延片包括led外延片r、led外延片g、led外延片b。
11.较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
12.本实用新型提供的一体化led芯片，其电源模组将宽电压输入范围9-36v的电源电压转换成5v的led驱动单元所需电压。其驱动单元包括led驱动模块和电流调节模块，电流调节模块用于调节led驱动电流的大小，使用低电流来驱动整片高密度透明显示屏，从而解决了由于透明显示屏增大、显示密度增加造成的线阻增大无法点亮整个透明显示屏的问题。
13.基于上述理由本实用新型可在高密度透明显示屏等领域广泛推广。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为将本实用新型一体化led芯片应用到高密度透明显示屏的示意图。
16.图2为透明显示屏的芯片焊盘与线路结构示意图。
17.图3为透明显示屏的fpc焊盘与线路结构示意图。
18.图4为本实用新型实施例提供的一体化led芯片的俯视图。
19.图5为本实用新型实施例提供的一体化led芯片的主视图。
20.图6为本实用新型另一个实施例提供的一体化led芯片的俯视图。
21.图7为本实用新型另一个实施例提供的一体化led芯片的主视图。
22.图8为本实用新型驱动芯片结构框图。
23.图9为本实用新型4引脚led芯片引脚示意图。
24.图10为本实用新型4引脚led芯片电路走线示意图。
25.图中：1、衬底；2、驱动芯片；2-1、电源模组；2-2、驱动单元；3、led外延片；3-1、led外延片r；3-2、led外延片g；3-3、led外延片b；4、焊盘；5、封装体；6、高透明光学胶；7、高密度透明显示屏；7-1、fpc连接器焊盘；7-2、微型导线实心线路；7-3、微型导电网格线路；7-4、引脚焊盘；7-5、绝缘区；7-6、fpc连接器。
具体实施方式
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
29.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
31.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
32.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
33.如图1-3所示，将本实用新型提供的一种一体化led芯片应用在高密度透明显示屏7上，高密度透明显示屏7包括微型导线实心线路7-2、微型导电网格线路7-3以及fpc连接器7-6；其中，微型导电网格线路7-3连接在高密度透明显示屏7上，微型导线实心线路7-2设置在高密度透明显示屏7的边缘处，微型导线实心线路7-2的一端与微型导电网格线路7-3相连，另一端与fpc连接器焊盘7-1相连，fpc连接器焊盘7-1用于贴装fpc连接器7-6。高密度透明显示屏7上还设置有绝缘区7-5，防止引脚之间线路相互短路。宽电压输入范围9-36v的电压输入，高密度透明显示屏7都可以正常工作，由于透明显示屏上的面积较大，并且点间距较密，从底部到顶部的网格电阻比较大，所以需要宽电压输入的芯片才能实现。
34.如图4-7所示，本实用新型提供了一种一体化led芯片，包括：衬底1、驱动芯片2、led外延片3；衬底1通过焊盘4焊接在高密度透明显示屏7上，驱动芯片2、led外延片3均设置在衬底1上，其中的驱动芯片2、led外延片3通过衬底1进行电性连接。
35.具体实施时，作为本实用新型优选的实施方式，如图8-9所示，所述驱动芯片2包括电源模组2-1和驱动单元2-2；电源模组2-1为电压转换器，外部12v电压连接在驱动芯片
2vcc端，电压转换器将12v的宽电压转换为5v，作为驱动单元2-2的输入电压；驱动单元2-2包括led驱动模块和电流调节模块，电流调节模块用于调节led驱动电流的大小。具体的工作原理如下：
36.实施例1：
37.假设led芯片贴装在传统柔性透明显示屏上，两列灯之间的间距固定，网格的整体宽度不变，电阻r不变时，分为以下两种情况：
38.情况一：p＝u*i，传统电源电压u1＝5v,此时电源电压u2＝12v,传统电压可驱动的led芯片数目为n1，led芯片功率不变，由得出此时的输入电流i2与传统输入电流i1满足i2＝0.417i1。由出此时的电压可驱动的led芯片数目n2＝2.4n1。
39.结论一：可以控制更大面积的柔性透明显示屏正常显示。
40.情况二：假设静态驱动电流i
模块
为传统控制灯点亮电流i
rgb0
的0.1倍，调节到低电流档的电流i
rgb1
是i
rgb0
的0.2倍，调节到中电流档的电流i
rgb2
是i
rgb0
的0.4倍，调节到高电流档的电流i
rgb3
等于i
rgb0
。由i＝i
模块
i
rgb
，传统输入电流驱动的led芯片数目为n0，可以得出：传统输入电流i0＝1.1i
rgb0
；调节到低电流档的输入电流i1＝0.3i
rgb0
；调节到中电流档的输入电流i2＝0.5i
rgb0
；调节到高电流档的输入电流i3＝1.1i
rgb0
。同理可以得出：调节到低电流档时可驱动的led芯片数目n1＝3.67n0；调节到中电流档时可驱动的led芯片数目n2＝2.2n0；调节到高电流档时可驱动的led芯片数目n3＝n0。
41.结论二：可以控制更大面积的柔性透明显示屏正常显示。
42.实施例2：
43.假设led芯片贴装在高密度透明显示屏上，即两列灯之间的间距变窄，高密度透明显示屏面积不变。由电阻等效公式r＝ρ*l/s，假设点间距由20变成10，s等效变成0.5s，得到r
密
＝2r
传
。为了保证led芯片的输入电压不变，故透明显示屏上的等效导线的电压不变，由得出i
密
＝0.5i
传
。其中，r
密
为高密度透明显示屏等效导线的电阻，r
传
为传统柔性透明显示屏等效导线的电阻，i
密
为可以正常点亮整张高密度透明显示屏的电流，i
传
为可以正常点亮整张传统柔性透明显示屏的电流。
44.结论三：需要更小的电流才能驱动整张高密度透明显示屏的正常显示。
45.情况三：p＝u*i，传统电源电压u1＝5v,此时电源电压u2＝12v,传统电压可驱动的led芯片数目为n1，led芯片功率不变，由得出此时的输入电流i2与传统输入电流i1直接满足i2＝0.417i1，由得出此时的电压可驱动的led芯片数目n2＝2.4n1。距离电源输入最远的led芯片的金属网格等效电阻变大，故金属网格上的压降变大，因此采用宽电压输入，可以保证led芯片正常工作。从而提高了传统柔性透明显示屏的显示密度，可以应用于高密度透明显示屏。
46.情况四：假设静态驱动电流i
模块
为传统控制灯点亮电流i
rgb0
的0.1倍，调节到低电
流档的电流i
rgb1
是i
rgb0
的0.2倍，调节到中电流档的电流i
rgb2
是i
rgb0
的0.4倍，调节到高电流档的电流i
rgb3
等于i
rgb0
。由i＝i
模块
i
rgb
，传统输入电流驱动的led芯片数目为n0可以得出传统输入电流i0＝1.1i
rgb0
；调节到低电流档的输入电流i1＝0.3i
rgb0
；调节到中电流档的输入电流i2＝0.5i
rgb0
；调节到高电流档的输入电流i3＝1.1i
rgb0
。同理可以得出调节到低电流档时可驱动的led芯片数目n1＝3.67n0；调节到中电流档时可驱动的led芯片数目n2＝2.2n0；调节到高电流档时可驱动的led芯片数目n3＝n0。
47.结论四：提高了传统柔性透明显示屏的显示密度，可以应用于高密度透明显示屏。
48.具体实施时，作为本实用新型优选的实施方式，所述led外延片3包括led外延片r3-1、led外延片g3-2、led外延片b3-3。
49.本实施例中，继续参见图4-7，所述驱动芯片2、led外延片3均以倒装的方式焊接在衬底1的相应位置；即所述驱动芯片2和led外延片3的连线全部平铺在衬底1上，且分别与驱动芯片2以及led外延片3对应的焊接引脚相连。
50.本实施例中，继续参见图4-7，所述驱动芯片2和led外延片3采用飞线连接；即驱动芯片2上的r、g、b接口通过飞线连接led外延片r3-1、led外延片g3-2、led外延片b3-3，且通过飞线将驱动芯片2上对应的接口分别连接电源正负极和数据输入接口。
51.具体实施时，作为本实用新型优选的实施方式，继续参见图4-7，所述一体化led芯片上还设置有封装体5，封装体5设置在衬底1上，通过高透明光学胶6与衬底1贴合。本实施例中，所述封装体5采用杯型或挡板结构。
52.如图10所示，为本实用新型实施例提供的应用在高密度透明显示屏的一体化led芯片的数据传递过程，在本实施例中，通过将12v的宽电压转换为5v的led芯片输入电压来给驱动单元供电，防止芯片烧毁，外部12v电压连接在led芯片vcc端，通过电源模组2-1将12v电压转换为5v电压驱动led芯片。从而可以提高2.4倍的led芯片数量，增加了显示密度。数据从led芯片sdi端输入经过模块驱动内部程序设定的转换归零码、检测电流大小等功能，无误后点亮led灯，从led芯片sdo端输出，进入下一个led芯片。
53.继续参见图10，在本实施例中，采用调节电流的方式通过使用低电流来解决高密度透明显示屏的点亮。外部电压连接到驱动芯片2vcc端，当数据输入驱动芯片2时，后8bit数据为电流信息，当led驱动模块检测到低电流档时，调节电流为i
rgb1
；当led驱动模块检测到中电流档时，调节电流为i
rgb2
；当led驱动模块检测到高电流档时，调节电流为i
rgb3
。可以通过调节到最小电流来满足高密度透明显示屏的正常显示。
54.继续参见图10，在本实施例中，可以同时采用将12v的宽电压转换为5v的led芯片输入电压来给led驱动模块供电的方式和调节电流的方式，以更大的电压以及更低的电流来点亮面积更大且显示密度更高的透明显示屏。
55.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。