CN103077663A

CN103077663A - 一种全天候适用的高亮度单片式led显示芯片

Info

Publication number: CN103077663A
Application number: CN2013100010348A
Authority: CN
Inventors: 王知康; 刘纪美; 刘召军; 庄永漳; 曹伟强; 廖维雄; 黄嘉铭
Original assignee: 王知康
Priority date: 2013-01-05
Filing date: 2013-01-05
Publication date: 2013-05-01

Abstract

本发明公开了一种全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片，所述高亮度单片式LED显示芯片由高亮度LED芯片和专用集成电路(ASIC)芯片组成。本发明采用高亮度的单芯片，能够在户外阳光背景下，看到清晰的屏幕显示，并且简化了显示控制，直接将LED芯片与ASIC芯片焊接，并且在焊接后的芯片上增加了HDMI全数码的显示接口，适于在户外的全天候显示，例如，可方便制作各种高亮度眼镜式显示屏。本发明与现有的LED显示屏相比，具有体积小、亮度高、功耗低、温度适用范围宽，以及具有多个电源和HDMI接口的优点，具有较高的实际应用价值。

Description

一种全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片

技术领域

本发明涉及LED芯片照明领域，特别涉及一种全天候适用的高亮度单片式LED芯片。

背景技术

发光二极管(LED)由于具有功耗低、体积小、可靠性高、寿命长和反应快等优点，早已应用于仪器仪表、计算机、汽车、电子玩具、通讯、自动控制、军事等领域。自从上世纪90年代，国外相继开发出四元系的红、橙、黄光和氮化镓(GaN)基的蓝、绿、紫外光的高亮度发光二极管(HB-LED)，为LED的应用开辟了巨大的新市场。由于发光效率和发光强度的极大提高，HB-LED已经可以广泛应用于公路、铁路和机场的交通信号灯***，汽车的尾灯、刹车灯和方向灯，户外大屏幕信息显示和全彩色电视显示***等。

目前，很多工作需要在户外阳光下进行，同时保持双手和双足的自由活动，如果在户外工作的用户能够与计算机***连接，用户工作时需要观看与计算机***连接的LED显示屏幕时，最佳的选择就是用户能够佩戴头戴式高亮度的LED显示眼镜(如图4所示)。由于户外的阳光非常强烈，所以用户要想看清楚LED显示屏上的内容，就需要高亮度的LED显示屏。然而，在眼镜中使用的LED显示芯片要求高亮度，体积小并且低耗电，这是一个很大的技术挑战。目前用于户外的LED显示屏都是大型的显示屏，此外，现有技术中的用于户外的显示屏对于显示屏的控制复杂，并且只是具有单纯的显示功能，缺少必要的数码扩展接口。也就是说，现有技术中并不存在这样高亮度，体积小、低耗电并且具有扩展的数码接口的智能显示芯片。

因此，迫切需要一种能够用于户外的，适于全天候使用的高亮度单片式LED芯片。

发明内容

为此，本发明解决的技术问题是：如何提供一种高亮度，体积小，低耗电的，并且适于全天候使用的LED芯片。本发明提出一种全天候适用的高亮度单片式LED芯片，可充分地消除由于现有技术的限制和缺陷导致的一个或多个问题。

本发明另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本发明的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本发明目的和优点。

本发明提供了一种全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片，其特征在于，所述高亮度单片式LED显示芯片由高亮度LED芯片和专用集成电路(ASIC)芯片组成；其中：

所述高亮度LED芯片包括128以上×128以上的LED阵列，所述高亮度LED芯片的四周设有多个焊点，所述焊点连接所述128以上×128以上的LED阵列的行或列；

所述ASIC芯片包括多个电源接口和多个HDMI接口，所述ASIC芯片的四周设有与所述高亮度LED芯片的四周设置的焊点相对应的焊点；其中，所述ASIC芯片接收由HDMI接口发送来的数字信号，控制LED显示芯片上的图像显示；

通过BGA封装方式将所述LED芯片与ASIC芯片直接焊接在一起，形成所述全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片。

优选的，所述高亮度LED芯片的大小为5mm×5mm，所述ASIC芯片的大小为6mm×5mm。

优选的，所述高亮度LED芯片为氮化镓基的高亮度LED芯片。

优选的，所述高亮度LED芯片的一侧的焊点与另一侧的焊点的位置相互错开。

优选的，可通过打线将LED显示芯片封装到标准的IC封装座上，以形成封装后的单片式LED显示芯片，将所述封装后的单片式LED显示芯片加上透镜，即可形成高亮度全天候单片式显示屏

本发明采用高亮度的单芯片，能够在户外阳光背景下，看到清晰的屏幕显示，并且简化了显示控制，直接将LED芯片与ASIC芯片焊接，并且在焊接后的芯片上增加了HDMI全数码的显示接口，适于在户外的全天候显示，温度适用范围宽，例如，可方便制作各种高亮度眼镜式显示屏。

附图说明

图1(a)为根据本发明实施例的LED芯片的外形示意图。

图1(b)为根据本发明实施例的LED芯片的左下角和右下角放大的示意图。

图2为根据本发明实施例的ASIC芯片的外形示意图。

图3为根据本发明实施例的将LED芯片和ASIC芯片焊接为一体的示意图。

图4为本发明的全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片的一个应用实施例。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。

如图1(a)所示，本发明所采用的LED芯片1是以氮化镓为材料的高亮度LED芯片，即氮化镓基的高亮度LED芯片。根据本发明的一个优选实施例，所述LED芯片的外形尺寸为5mm×5mm。需要说明的是，本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据需要设置合适的LED芯片的尺寸。

如图1(b)所示，通过对图1(a)中的LED芯片的左小角10和右小角11的放大可知，所述LED芯片1中具有LED矩阵，优选的，LED矩阵为128×128的LED矩阵。同样，本领域技术人员可以理解，128×128的LED矩阵只是本发明的一个例子，本发明并不限于此，128以上×128以上的LED矩阵同样适用于本发明。128×128的LED矩阵的行与列分别以导电材料接通。所述导电材料即为布置在LED芯片1四周的焊点。

由于本发明是通过LED芯片上的焊点直接将LED芯片焊接到ASIC芯片上，为了保证将LED芯片牢固的焊接到ASIC芯片上，就需要使LED芯片上的焊点尽量大。然而，本发明是要制造用于眼镜中的显示芯片，这就要求芯片的体积比较小。为此，本发明独特的设计了LED芯片上的焊点的设置方式。如图1(b)所示，本发明在LED芯片1的四周均设置有焊点，并且所述LED芯片1的一侧的焊点与另一侧的焊点的位置相互错开。更具体的说，LED芯片1左侧的焊点只连接偶数的LED行，LED芯片右侧的焊点只连接奇数行的LED行。对于连接LED列的焊点进行类似的设置。这样就在芯片本身体积比较小的情况下，与将焊点只设置在LED芯片1的两侧相比，焊点的体积提高了一倍。

图2示出了本发明所采用的ASIC芯片，该ASIC芯片为基于I业界标准的普通ASIC芯片，可根据实际需要在ASICXI上设置具体的电路，其具体结构在此不再赘述。在所述ASIC芯片上设置与LED芯片对应的焊接点。本发明将ASIC芯片的大小设计为比LED芯片略大，具体的，所述ASIC芯片的大小为6mm×5mm。由图2可以看出，本发明在ASIC芯片上设有多个接口1-18，其中，接口1-4，10-12和18为电源接口，接口5-9，13-17为HDMI接口，或是其他数字图像讯号接口。

图3示出了将LED芯片和ASIC芯片焊接为一体的示意图。如图3所示，使用BGA(Ball Grid Array)封装方式将LED芯片100与ASIC芯片200焊接在一起，ASIC芯片接收由HDMI数字接口发送来的信号，控制LED的点亮，从而完成图像显示，形成本发明所提出的全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片。

图4示出了本发明的全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片的一个应用实施例。如图4所示，通过打线41将ASIC上的电源和HDMI接口封装在标准的IC封装座43上，图4中的42代表由LED芯片形成的高亮LED屏显示面。通过将LED显示芯片打线封装到标准的IC封装座43上之后就形成了封装后的单片式LED显示芯片44，将该封装后的单片式LED显示芯片44加上透镜，即可形成为高亮度全天候单片式显示屏45。

通过以上分析可知，本发明所提供的全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片由高亮度LED芯片和ASIC组成，其中，所述高亮度LED芯片包括128×128的LED阵列，在所述高亮度LED芯片的四周设置多个焊点，所述焊点连接所述LED阵列的行或列；在所述ASIC芯片的四周设置与所述高亮度LED芯片的四周设置的焊点相对应的焊点，通过BGA封装方式将所述LED芯片与ASIC芯片直接焊接在一起，形成所述全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片。

此外，可通过打线将所述高亮度单片式LED显示芯片封装到标准的IC封装座上，以形成封装后的单片式LED显示芯片，将所述封装后的单片式LED显示芯片加上透镜，即可形成高亮度全天候单片式显示屏。

本发明通过将LED芯片直接焊接到ASIC芯片上，提供了体积小，亮度高的LED显示芯片，该LED显示芯片由于具有体积小的优点，所以具有广泛的应用，例如，可以安装到眼镜架上，以供给户外的用户使用，并且，本发明的LED显示芯片，由于体积小，所以功耗特别低。此外，本发明所提供的LED显示芯片采用了氮化镓基的高亮度LED芯片，亮度特别高，所以即使在户外阳光强烈的地方，用户也可以清楚的观看LED显示芯片上的内容。另外，本发明的LED显示芯片充分利用ASIC芯片的优点，集成了众多的电源和HDMI接口，便于与其他的电子设备连接。

总之，本发明与现有的LED显示屏相比，具有体积小、亮度高、功耗低、温度适用范围宽，以及具有多个电源和HDMI接口的优点，具有较高的实际应用价值。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片，其特征在于，所述高亮度单片式LED显示芯片由高亮度LED芯片和专用集成电路(ASIC)芯片组成；其中：

2.根据权利要求1所述的全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片，其特征在于，所述高亮度LED芯片的大小为可以小到5mm×5mm，所述ASIC芯片的大小为6mm×5mm。

3.根据权利要求1所述的全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片，其特征在于，所述高亮度LED芯片为氮化镓基的高亮度LED芯片。

4.根据权利要求1所述的全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片，其特征在于，所述高亮度LED芯片的一侧的焊点与另一侧的焊点的位置相互错开。

5.根据权利要求1所述的全天候适用的高亮度单片式LED显示芯片，其特征在于，可通过打线将所述高亮度单片式LED显示芯片封装到标准的IC封装座上，以形成封装后的单片式LED显示芯片，将所述封装后的单片式LED显示芯片加上透镜，即可形成高亮度全天候单片式显示屏。