一种LED显示单元组及显示面板的制作方法

本实用新型实施例涉及LED显示技术领域，尤其涉及一种LED显示单元组及显示面板。

背景技术：

随着室内显示应用技术不断提高，室内小间距LED显示屏成为未来主要的技术拓展空间，为取代LCD、DLP室内高清显示产品，室内小间距LED显示屏的像素单元密度要求越来越高，即要求像素单元间距越来越小。

现有的小间距显示屏主要采用2121、1515、1010、0808等型号的独立封装器件，每个封装器件包括4个引脚，将多个独立封装器件的引脚焊接在PCB板上，形成显示面板。随着LED显示屏朝着小间距快速发展，相应的发光单元尺寸也不断缩小，集成的发光单元数量越多，引脚越多，导致后续焊接困难，PCB板的线路也会变得更加复杂。

针对上述问题，专利申请号为201721050110.4的专利“一种四连体8引脚型RGB-LED封装模组及其显示屏”，通过将两个发光单元的对应功能区域共用一个引脚焊盘，使得封装模组整体的引脚焊盘数量成倍减少。但是，封装模组内的焊盘和金属走线占据了绝大部分面积，在焊盘和金属走线尺寸不变的情况下，封装模组尺寸难以进一步缩小；如果减少焊盘和金属走线的尺寸，将导致线阻增加，电路稳定性差。因此，封装模组的尺寸难以继续缩小，采用现有技术的封装模组难以实现像素单元间距0.8mm以下的LED显示屏。

技术实现要素：

本实用新型提供一种LED显示单元组及显示面板，在保证电路稳定性的同时，进一步缩小显示单元组的尺寸，可实现像素单元间距0.8mm以下的超高分辨率LED显示屏。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种LED显示单元组，包括电路板，及位于电路板上n行、m列阵列排布的像素单元；

电路板包括N层依次堆叠的金属线路层，以及位于相邻的金属线路层之间的绝缘板；N层金属线路层通过绝缘板上的金属过孔电连接，其中，所述N≥3；

每个像素单元包括至少两个不同发光颜色的LED发光芯片，LED发光芯片固定在第一层金属线路层上；其中，n和m均为大于或等于3的正整数。

可选的，每个像素单元包括三个不同发光颜色的LED发光芯片；

每一行像素单元中，所有LED发光芯片的A极电连接，并与对应行像素单元对应的共A极引脚电连接；

每一列像素单元中，相同发光颜色的所述LED发光芯片的B极电连接，并与对应列像素单元中该相同发光颜色的LED发光芯片对应的B极引脚电连接；

第N层金属线路层包括n个共A极引脚和3m个B极引脚。

可选的，同一行像素单元中，所有LED发光芯片的A极通过同一层金属线路层电连接；和/或

同一列像素单元中，相同发光颜色的LED发光芯片的B极通过同一层金属线路层电连接。

可选的，每一行像素单元中所有LED发光芯片的A极通过同一层金属线路层电连接。

可选的，位于LED显示单元组边缘的两列像素单元，至少一列像素单元中的一相同发光颜色的LED发光芯片通过同一层金属线路层电连接，该金属线路层与连接LED发光芯片的A极的金属线路层为同一层。

可选的，第一层金属线路层上每一像素单元所在的像素区域包括，与三个不同发光颜色的LED发光芯片一一对应的三个A极焊盘，以及与三个不同发光颜色的LED发光芯片一一对应的三个B极焊盘，分别为第一B极焊盘、第二B极焊盘和第三B极焊盘；

每个像素单元中，三个LED发光芯片的A极分别与对应的A极焊盘电连接；三个LED发光芯片的B极分别与对应的B极焊盘电连接；

每一行像素单元中所有LED发光芯片对应的A极焊盘电连接；

每一列像素单元中，相同发光颜色的LED发光芯片对应的B极焊盘电连接。

可选的，三个A极焊盘为一共A极焊盘的不同部分。

可选的，金属过孔包括穿透至少一层绝缘板的盲孔和/或通孔。

可选的，每个像素单元所在的区域至少包括一个通孔，用于连接所述第一层金属线路层和第N层金属线路层。

可选的，n＝3，m＝3，N＝4。

可选的，连接第二列像素单元中第二B极焊盘的金属走线和连接第三列像素单元中第二B极焊盘的金属走线位于第一层金属线路层。

可选的，连接第一列像素单元中的第二B极焊盘和连接A极焊盘的金属走线位于第二层金属线路。

可选的，每一列像素单元中连接第一B极焊盘的金属走线和每一列像素单元中连接第三B极焊盘的金属走线位于第三层金属线路层。

可选的，第一层金属线路层上，相邻行和/或相邻列像素单元之间设有油墨层。

可选的，LED发光芯片包括红色LED发光芯片、绿色LED发光芯片和蓝色LED发光芯片。

可选的，与第N层金属线路层接触的绝缘板上设置有用于识别引脚极性的识别标记。

可选的，第N层金属线路层上远离绝缘板的一侧设有绝缘层，绝缘层覆盖第N层金属线路层上的金属走线和金属过孔。

可选的，绝缘层包括两种不同颜色的绝缘材料，两种不同颜色的绝缘材料的分界线将绝缘层分成两个颜色不同的部分。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种显示面板，该显示面板包括本实用新型第一方面任意所述的LED显示单元组。

本实用新型实施例提供的LED显示单元组中，电路板包括至少3层依次堆叠的金属线路层，相邻的金属线路层之间设有绝缘板，至少3层金属线路层通过金属过孔电连接，解决了现有技术中，受限于焊盘和金属走线的尺寸，显示单元组的尺寸难以进一步缩小的问题，采用本实用新型实施例提供的LED显示单元组的显示面板，在保证电路稳定性的同时，可实现像素单元间距0.8mm以下的超高分辨率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种LED显示单元组的正面视图；

图2为图1中LED显示单元组中一种LED发光芯片的排布方式示意图；

图3为图1中LED显示单元组的内部电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例中第一层金属线路层的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中第二层金属线路层的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中第三层金属线路层的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中第四层金属线路层的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种LED发光单元组的俯视图；

图9为本实用新型实施例提供的一种LED发光单元组的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

本实用新型实施例提供了一种LED显示单元组，该显示单元组包括电路板，及位于电路板上n行、m列阵列排布的像素单元；

电路板包括N层依次堆叠的金属线路层，以及位于相邻的金属线路层之间的绝缘板；N层金属线路层通过绝缘板上的金属过孔电连接，其中，N≥3；

每个像素单元包括至少两个不同发光颜色的LED发光芯片，LED发光芯片固定在第一层金属线路层上。

为了便于说明，本实用新型实施例中以N＝4，m＝3，n＝3，每个像素单元包括3个不同发光颜色的LED发光芯片为例，对本实用新型的方案进行说明。图1为本实用新型实施例提供的一种LED显示单元组的正面视图，图2为图1中LED显示单元组中一种LED发光芯片的排布方式示意图，如图1和图2所示，电路板包括依次堆叠的4层金属线路层，从上到下依次为第一层金属线路层10、第二层金属线路层20、第三层金属线路层30和第四层金属线路层40，相邻的两层金属线路层之间设有绝缘板，从上到下依次为第一绝缘板51、第二绝缘板52和第三绝缘板53。该电路板可以由两块独立的PCB板压合形成，每块PCB板包括两层金属线路层和两层金属线路层之间的绝缘板，两块PCB板之间设置又一绝缘板，并将三者压合，形成电路板。4层金属线路层之间通过金属过孔(图中未示出)电连接，使得第一层金属线路层10和第四层金属线路层40电连接。

电路板上设有3行、3列阵列排布的9个像素单元P，每个像素单元P包括3个不同发光颜色的LED发光芯片60，分别为第一LED发光芯片601、第二LED发光芯片602和第三LED发光芯片603，LED发光芯片60固定在第一层金属线路层10上。每个像素单元P中，3个LED发光芯片呈“品”字型排布，当然，也可以呈“1”字型排布或者其他方式排布。LED发光芯片60包括极性相反的A极和B极，A极和B极与第一层金属线路层10电连接，在本实用新型实施例中，A极可以是LED发光芯片的阴极，B极可以是LED发光芯片的阳极。

本实用新型实施例提供的LED显示单元组中，电路板包括至少3层依次堆叠的金属线路层，相邻的金属线路层之间设有绝缘板，至少3层金属线路层通过金属过孔电连接，使得第一层金属线路层和第N层金属线路层电连接，电路板中第一层金属线路层可设置焊盘，N层金属线路层可设置金属走线，电路板中有足够的空间用于设置焊盘和金属走线，解决了现有技术中，受限于焊盘和金属走线的尺寸，显示单元组的尺寸难以进一步缩小的问题，采用本实用新型实施例提供的LED显示单元组的显示面板，在保证电路稳定性的同时，可实现像素单元间距0.8mm以下的超高分辨率。

可选的，每层金属线路层的厚度为0.1mm-0.3mm。

金属线路层由位于绝缘板50的金属箔刻蚀图案化形成，由于该金属箔较厚，刻蚀后的金属线路层的线宽的精度较差，应用到小间距显示屏(例如像素间距1.0mm以下)的显示单元时，容易出现线路串线，以及出现固晶位置不正导致LED发光芯片固定不牢靠的问题。在本实用新型实施例中，金属箔在进行刻蚀图案化形成金属线路层之前，蚀刻金属箔表面，降低金属箔的厚度；在经过钻孔、电镀铜沉铜形成金属过孔后，再次刻蚀金属箔表面，进一步降低铜厚。如此，在后续刻蚀形成金属线路的过程中，能够提高刻蚀精度，刻蚀后的金属线路层的线宽精度高，刻蚀后形成的金属线路层厚度为0.1mm-0.3mm。而现有技术中，金属线路层的厚度为0.3mm-0.5mm。

图3为图1中LED显示单元组的内部电路结构示意图，如图3所示，每个像素单元包括三个不同发光颜色的LED发光芯片，分别为第一LED发光芯片601、第二LED发光芯片602和第三LED发光芯片603。每一行像素单元中，所有LED发光芯片的阴极电连接，并与对应行像素单元对应的共阴极引脚电连接。每一列像素单元中，相同发光颜色的LED发光芯片的阳极电连接，并与对应列像素单元中该相同发光颜色的LED发光芯片对应的阳极引脚电连接，即：每一列像素单元中，所有第一LED发光芯片601的阳极电连接，所有第二LED发光芯片602的阳极电连接，以及所有第三LED发光芯片603的阳极电连接。第四层金属线路层包括3个共阴极引脚和9个阳极引脚。

图4为本实用新型实施例中第一层金属线路层的结构示意图，图5为本实用新型实施例中第二层金属线路层的结构示意图，图6为本实用新型实施例中第三层金属线路层的结构示意图，图7为本实用新型实施例中第四层金属线路层的结构示意图。需要说明的是，为了便于理解第一层金属线路层中的焊盘与其他各层金属线路层的电连接关系，在图5、图6和图7中，用虚线示出了与对应金属线路层电连接的焊盘，本领域技术人员应该理解，这些焊盘并非位于第二金属线路层、第三金属线路层和第四金属线路层。可选的，如图4所示，第一层金属线路层10上每一像素单元P所在的像素区域包括，与三个不同发光颜色的LED发光芯片一一对应的三个阴极焊盘，以及与三个不同发光颜色的LED发光芯片一一对应的三个阳极焊盘。每个像素单元中，三个LED发光芯片的阴极分别与对应的阴极焊盘电连接；三个LED发光芯片的阳极分别与对应的阳极焊盘电连接。可选的，在本实用新型实施例中三个阴极焊盘为一共阴极焊盘110的不同部分，三个阳极焊盘分别为第一阳极焊盘121、第二阳极焊盘122和第三阳极焊盘123。第一LED发光芯片601、第二LED发光芯片602和第三LED发光芯片603的阳极分别与第一阳极焊盘121、第二阳极焊盘122和第三阳极焊盘123电连接，3个LED发光芯片的阴极与共阴极焊盘110电连接。在本实用新型实施例中，LED发光芯片为倒装芯片，LED发光芯片的阳极和阴极位于与LED发光芯片发光侧相对的一侧，LED发光芯片的阳极和阴极分别通过导电材料(例如导电银胶或锡膏)固定在阳极焊盘和共阴极焊盘不同的部分上。同一行像素元中，所有共阴极焊盘110电连接；同一列像素单元中，相同发光颜色的LED发光芯片的阳极焊盘电连接。

可选的，第N层金属线路层包括n个共A极引脚和3m个B极引脚，共A极引脚和B极引脚分布在电路板的四周边缘区域。在本实用新型实施例中第N层金属线路层即第四层金属线路层40，参考图7，第四层金属线路层40包括3个共阴极引脚411、412和413，每行像素单元对应一个共阴极引脚；以及9个阳极引脚，每列像素单元对应3个阳极引脚，分别为第一阳极引脚421、第二阳极引脚422和第三阳极引脚423，12个引脚分布在电路板的四周边缘区域。

可选的，金属过孔包括穿透至少一层绝缘板的盲孔和/或通孔。在本实用新型实施例中，如图4-图7所示，连接第一层金属线路层10和第四层金属线路层40的通孔用实线圆孔○示出，连接第一层金属线路层10和第二层金属线路层20的盲孔用虚线圆孔示出，连接第一层金属线路层10和第三层金属线路层30的盲孔用带十字符号的虚线圆孔示出。

同一行像素单元中，所有LED发光芯片的阴极通过同一层金属线路层电连接；和/或同一列像素单元中，相同发光颜色的LED发光芯片的阳极通过同一层金属线路层电连接。

继续参考图4-图7，可选的，以第一行像素单元为例，对本实用新型的方案进行说明，在该行像素单元中，第一层金属线路层10上每个共阴极焊盘110通过一金属过孔延伸至第二层金属线路层20，并通过第二层金属线路层20上的第一金属走线201电连接。其中两个金属过孔为盲孔，贯穿第一层金属线路层10和第二金属线路层20之间的第一绝缘板51，并连接第一层金属线路层10上的共阴极焊盘110和第二金属线路层20上的第一金属走线201；另一个金属过孔为通孔，贯穿3层绝缘板，连接第一层金属线路层10上的共阴极焊盘110和第二金属线路层20上的第一金属走线201后，继续延伸至第四层金属线路层40，并通过第四层金属线路层40上的第二金属走线401与该行像素单元对应的共阴极引脚411电连接。可选的，如图4-图7所示，每行像素单元中，LED发光芯片的阴极都通过第二层金属线路层20电连接，即：每行像素单元中，第一层金属线路层10上每个共阴极焊盘110通过一金属过孔延伸至第二层金属线路层20，并通过第二层金属线路层20上的第一金属走线201电连接。

继续参考图4-图7，可选的，在第一列像素单元中，第一层金属线路层10上每个第一阳极焊盘121通过一金属过孔延伸至第三层金属线路层30，并通过第三层金属线路层30上的第三金属走线301电连接。其中两个金属过孔为盲孔，贯穿第一层金属线路层10和第三金属线路层30之间的第一绝缘板51和第二绝缘板52，并连接第一层金属线路层10上的第一阳极焊盘121和第三金属线路层30上的第三金属走线301；另一个金属过孔为通孔，贯穿3层绝缘板，连接第一层金属线路层10上的第一阳极焊盘110和第三金属线路层30上的第三金属走线301后，继续延伸至第四层金属线路层40，并通过第四层金属线路层40上的第四金属走线402与该列像素单元中，该第一LED发光芯片601对应的第一阳极引脚421电连接。第一层金属线路层10上每个第二阳极焊盘122通过一金属过孔延伸至第二层金属线路层20，并通过第二层金属线路层20上的第五金属走线202电连接。其中两个金属过孔为盲孔，贯穿第一层金属线路层10和第二金属线路层20之间的第一绝缘板51，并连接第一层金属线路层10上的第二阳极焊盘122和第二金属线路层20上的第五金属走线202；另一个金属过孔为通孔，贯穿3层绝缘板，连接第一层金属线路层10上的第二阳极焊盘122和第二金属线路层20上的第五金属走线202后，继续延伸至第四层金属线路层40，并通过第四层金属线路层40上的第六金属走线403与该列像素单元中，该第二LED发光芯片602对应的第二阳极引脚422电连接。第一层金属线路层10上每个第三阳极焊盘123通过一金属过孔延伸至第三层金属线路层30，并通过第三层金属线路层30上的第七金属走线302电连接。其中两个金属过孔为盲孔，贯穿第一层金属线路层10和第三金属线路层30之间的第一绝缘板51和第二绝缘板52，并连接第一层金属线路层10上的第三阳极焊盘123和第三金属线路层30上的第七金属走线302；另一个金属过孔为通孔，贯穿3层绝缘板，连接第一层金属线路层10上的第三阳极焊盘123和第三金属线路层30上的第七金属走线302后，继续延伸至第四层金属线路层40，并通过第四层金属线路层40上的第八金属走线404与该列像素单元中，该第三LED发光芯片603对应的第三阳极引脚423电连接。

可选的，如图4-图7所示，每列像素单元中，第一LED发光芯片601的阳极通过第三层金属线路层30电连接，即：每列像素单元中，第一层金属线路层10上每个第一阳极焊盘121通过一金属过孔延伸至第三层金属线路层30，并通过第三层金属线路层30上的第三金属走线301电连接。每列像素单元中，第三LED发光芯片603的阳极通过第三层金属线路层30电连接，即：每列像素单元中，第一层金属线路层10上每个第三阳极焊盘123通过一金属过孔延伸至第三层金属线路层30，并通过第三层金属线路层30上的第七金属走线302电连接。

第二列像素单元和第三列像素单元中，第二LED发光芯片602的阳极通过第一层金属线路层10电连接，继续参考图4-图7，第二列像素单元和第三列像素单元中，每列像素单元中的第二LED发光芯片602对应的第二阳极焊盘122通过第一金属线路层10上的第九金属走线101电连接，其中一个第二阳极焊盘122通过一贯穿电路板的金属过孔与第四层金属线路层40上的第十金属走线405电连接，第十金属走线405与该列像素单元中该第二LED发光芯片602对应的第二阳极引脚422电连接。

可选的，如图4-图7所示，每个像素单元P所在的区域至少包括一个通孔，用于连接第一层金属线路层10和第四层金属线路层40。

需要说明的是，本实用新型实施例中，各金属线路层的电路结构，金属走线和金属过孔的布局为对本实用新型的示例性说明，本领域技术人员可以理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例。

图8为本实用新型实施例提供的一种LED发光单元组的俯视图，可选的，如图8所示，在上述实施例中，相邻行和相邻列像素区域之间设有油墨层70，该油墨可以为黑色油墨或其他颜色较深的油墨，采用喷墨打印技术形成，提高器件表面的对比度，进而提高显示色彩逼真程度。

可选的，LED发光芯片包括红色LED发光芯片、绿色LED发光芯片和蓝色LED发光芯片。为适应PCB板上不同的走线需求，第一LED发光芯片、第二LED发光芯片和第三LED发光芯片可以分别是红色、绿色和蓝色LED发光芯片；也可以分别是蓝色、绿色和红色LED发光芯片；也可以是其他排列方式，本实用新型在此不做限定。

可选的，与第四层金属线路层接触的第三绝缘板上设置有用于识别引脚极性的识别标记。

可选的，第四层金属线路层上远离绝缘板的一侧设有绝缘层，绝缘层覆盖第四层金属线路层上的金属走线和金属过孔。绝缘层的材料包括白油、树脂或绿油等，起到绝缘和保护作用。图9为本实用新型实施例提供的一种LED发光单元组的仰视图，如图9所示，在本实用新型实施例中，绝缘层包括两种不同颜色的绝缘材料81和82，例如白油和绿油，两种不同颜色的绝缘材料81和82的分界线将绝缘层分成两个颜色不同的部分，形成识别标记，用于识别引脚极性的识别标记。

可选的，在上述实施例中，金属过孔内填充有绝缘材料，绝缘材料不超出电路板的上下表面。绝缘材料包括树脂或绿油，绝缘材料的不超出电路板的上下表面，这样填充的好处在于在后面器件封装的时候，增大封装材料与电路板的接触面积，从而加强封装材料与电路板的结合力，提高密封性能。

可选的，本实用新型实施例中的金属过孔也可以替换为金属柱(例如铜柱)。可选的，所述金属柱的直径＜0.2mm。在PCB板上钻孔，再电镀沉铜，由于孔径很小，金属铜将填满孔，直接形成铜柱。孔径越小，器件的密封性能越好。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。