一種面光源封裝led及其3d-led顯示系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種面光源封裝LED及其3D-LED顯示系統。所述面光源封裝LED，包括：一承載板，所述承載板上含有LED陰極及陽極接口；N個LED芯片，所述LED芯片的陰極及陽極分別連接所述承載板上的陰極及陽極接口；一障壁框，所述LED芯片位于所述障壁框內部；若干反射膜，所述反射膜設置于所述障壁框內壁上；以及填充于障壁框內的光學填充體，所述光學填充體面向觀眾的外表面還包括一層均光層，當LED工作時，觀測者獲得面狀光源。本發明的目的在于提供一種面光源封裝LED及其其3D-LED顯示系統，以將LED屏發光變均勻變柔和，并且解決黑矩陣，同時也解決3D-LED中的莫爾條紋等問題。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及LED顯示屏領域，特別是一種面光源封裝LED及其3D-LED顯示系統。 -種面光源封裝LED及其3D-LED顯不系統
【背景技術】
[0002] 如圖1為現有LED屏結構，我們可以看到LED像素點（001)之間存在黑矩陣（002)， 這樣勢必照成開口率小、光不柔和、點光源比較刺眼等問題。同時，當用于3D-LED是，由于 存在的黑矩陣和光柵條紋之間的周期性排布會造成莫爾條紋，影響觀看者的觀看效果。
[0003] 現有技術解決LED黑矩陣或者解決3D-LED莫爾條紋也存在著一些問題。如 CN200710048223. 5提供的無莫爾干擾條紋的裸眼立體顯示裝置及方法，其結構之一是通過 散射屏與光柵式3D裸眼立體顯示器配合來消除莫爾干擾條紋，其結構之后是通過在光柵 表面鍍增透膜的方式來消除莫爾干擾條紋，這兩種方法雖然能過解決莫爾條紋，但是相鄰 之間的像素會發生串擾，即由于散射屏或增透膜的作用，隔壁像素的光會跑到本像素上而 發生混光，對于2D顯示而言帶來的影響是畫面變模糊，畫質變差，對于3D-LED而言則會觀 測不到立體效果。同時其說明書中也未提出解決相鄰像素之間的串擾問題及解決方法。
[0004] 綜上，現有LED屏存在黑矩陣，又由于LED像素為點發光，所以發光比較刺眼。同 時，當應用于3D-LED立體顯示系統中時，黑矩陣與光柵狹縫會產生莫爾條紋影響觀看效 果。故而本發明主要解決的問題為將LED屏發光變均勻變柔和，并且解決黑矩陣，同時也解 決3D-LED中的莫爾條紋等問題，以及針對若干其他專利所提的解決方法帶來的串擾問題 的一種改良和優化。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種面光源封裝LED及其3D-LED顯示系統，使得LED屏發 光變均勻性以及柔和度，并通過減小LED黑矩陣，來解決3D-LED中由于黑矩陣與光柵干涉 而產生的莫爾條紋問題。
[0006] 為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種面光源封裝LED，包括，一承載板，所 述承載板上含有LED陰極及陽極接口；N個LED芯片，所述LED芯片的陰極及陽極分別連接 所述承載板上的陰極及陽極接口；一障壁框，所述LED芯片位于所述障壁框內部；若干反射 膜，所述反射膜設置于所述障壁框內壁上；以及填充于障壁框內的光學填充體，所述光學填 充體面向觀眾的外表面還包括一層均光層，其中N為自然數，且N=1或N > 3。
[0007] 在本發明一實施例中，所述均光層為所述光學填充體外表面處理化的光學結構； 其中，所述處理化的光學結構包括：刻蝕處理以及磨砂處理所形成具有漫發射或散射特性 的光學結構。
[0008] 在本發明一實施例中，所述均光層為獨立于所述光學填充體之外的光學材料，所 述均光層設置于所述光學填充體之上；所述光學材料包括：聚合物散射層，熒光粉層或量 子光學膜。
[0009] 在本發明一實施例中，所述光學填充體由至少一層填充體組成。
[0010] 在本發明一實施例中，所述N為3,且所述LED芯片包含紅、綠、藍三種單色LED芯 片，用于彩色LED屏顯示。
[0011] 在本發明一實施例中，所述N為1，且所述LED芯片采用UV-LED芯片；所述均光層 為單色熒光粉層，且所述單色熒光粉層的單色熒光粉包括：紅光熒光粉、藍光熒光粉和綠光 熒光粉，分別用于將UV光轉化為紅、綠和藍的單色光，并將υν-LED點光源轉化成面光源。
[0012] 在本發明一實施例中，所述N為1，且所述LED芯片采用藍光LED芯片；所述均光 層包括單色熒光粉層和光學結構均光層；所述單色熒光粉層的單色熒光粉包括：紅光熒光 粉和綠光熒光粉，分別用于將藍光轉化為紅和綠的單色光；所述光學結構均光層包括：磨 砂處理或刻蝕處理填充體外表面。
[0013] 在本發明一實施例中，所述單色熒光粉層可替換為單色量子點光學膜。
[0014] 在本發明一實施例中，所述面光源封裝LED適用于整屏LED屏；所述障壁框為方形 體或非方形體；所述障壁框為非方形體時，相鄰所述障壁框之間設有用于散熱、冷卻的散熱 通道。
[0015] 本發明還提供了一種采用如上述所述面光源封裝LED的3D-LED顯示系統，包括一 采用所述面光源封裝LED的LED屏、一分光光柵和一電路驅動組件。
[0016] 相較于現有技術，本發明具有以下有益效果：本發明利用均光層將LED點光源發 散成面光源，使像素點更加柔和，也使得LED屏黑矩陣消除或減小；同時利用障壁對相鄰的 光源進行隔離，防止串擾；又由于LED屏黑矩陣的消除或減小，也解決了 3D-LED顯示系統中 的莫爾條紋問題，提高立體顯示性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1為傳統LED屏結構示意圖。
[0018] 圖2為本發明第一實施例提供的一種面光源封裝LED結構示意圖。
[0019] 圖3為本發明第二實施例提供的一種面光源封裝LED結構示意圖。
[0020] 圖4為本發明第三實施例提供的一種面光源封裝LED結構示意圖。
[0021] 圖5為本發明第四實施例提供的一種面光源封裝LED結構示意圖。
[0022] 圖6為本發明第五實施例提供的一種基于狹縫光柵的無莫爾條紋的立體顯示系 統。
[0023] 圖7為本發明第六實施例提供的一種基于柱面光柵的無莫爾條紋的立體顯示系 統。
[0024] 圖中，001為LED像素點，002為黑矩陣， 011、 021、031、041 為承載板， 012、 022、032 為 LED 芯片，042、0420 為藍光 LED 芯片， 013、 023、033、043 為障壁框， 014、 024、034、044 為反射膜， 015、 025、035、045為光學填充體， 0151為初級填充層，0152為次級填充層， 016、 026、036、046 為均光層， 0361為紅光熒光粉層，0362為藍光熒光粉層，0363為綠光熒光粉層， 017、037、047為散熱通道， 0461為紅光熒光粉層，0462為綠光熒光粉層，0463為漫反射光學結構， 51、61為電路驅動組件，52、62為LED屏，53為狹縫光柵，63為柱透鏡光柵。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖，對本發明的技術方案進行具體說明。
[0026] 本發明提供一種面光源封裝LED，包括，一承載板，所述承載板上含有LED陰極及 陽極接口；N個LED芯片，所述LED芯片的陰極及陽極分別連接所述承載板上的陰極及陽極 接口；一障壁框，所述LED芯片位于所述障壁框內部；若干反射膜，所述反射膜設置于所述 障壁框內壁上；以及填充于障壁框內的光學填充體，所述光學填充體面向觀眾的外表面還 包括一層均光層，當LED工作時，觀測者獲得面狀光源；其中N為自然數，且N=1或N > 3。
[0027] 同時本發明還提供一種采用如上述所述面光源封裝LED的3D-LED顯示系統，包括 一采用所述面光源封裝LED的LED屏、一分光光柵和電路驅動組件；所述分光光柵包括狹縫 光柵和柱透鏡光柵；所述面光源封裝LED的LED屏黑矩陣小，用于立體顯示中可有效減輕莫 爾條紋。
[0028] 以下為本發明的具體實施例。
[0029] 第一實施例 如圖2,在本發明第一實施例中提供一種面光源封裝LED，包括： 一承載板（〇 11 )，所述承載板（〇 11)上含有LED陰極及陽極接口； N個LED芯片（012 )，所述LED芯片（012 )的陰極及陽極分別連接所述承載板（011)上 的陰極及陽極接口； 一障壁框（013)，所述LED芯片（012)位于所述障壁框（013)內部； 若干反射膜（014)，所述反射膜（014)設置于所述障壁框（013)內壁上； 以及填充于障壁框（013)內（除去反射膜（014)區域）的光學填充體（015)，所述光學填 充體（015)面向觀眾的外表面還包括一層均光層（016)，當LED工作時，觀測者獲得面狀光 源； 進一步而言，本發明提供的一種面光源封裝LED其均光層（016)可以為所述光學填充 體外表面處理化的光學結構；可以為刻蝕處理或磨砂處理所形成具有漫發射或散射特性的 光學結構；在本實施例中優選漫反射光學結構，如圖2所示； 再進一步而言，本發明提供的一種面光源封裝LED，所述的光學填充體（015)可以為一 層、兩層或多層組成，如本實施例采用兩層填充方式，初級填充層（0151)在靠近LED芯片 處，次級填充層（0152)設置于所述初級填充層（0151)之上，初級填充層（0151)用于封裝固 定LED芯片（012)，同時也方便次級填充層（0152)的填充； 再進一步而言，本發明提供的一種面光源封裝LED，其LED芯片（012)可以為單芯片或 多芯片，可以為單色LED，也可以為多色LED，如紅綠藍三基色。在本實施例中優選包含紅、 綠、藍三基色的LED芯片，用于彩色LED屏顯示； 值得一提的是，本發明提供的一種面光源封裝LED，可用于整屏LED屏；所述障壁框 (014)為方形體或非方形體；所述障壁框（014)為非方形體時，相鄰所述障壁框（014)之間 設有用于散熱、冷卻的散熱通道（017);如圖2,在本實施例中優選錐型障壁框（014)，對應 相鄰LED像素點之間包含散熱通道（017)。
[0030] 第二實施例 如圖3所示，在本發明第二實施例中提供一種面光源封裝LED，包括： 一承載板（021 )，所述承載板（021)上含有LED陰極及陽極接口； N個LED芯片（022)，所述LED芯片（022)的陰極及陽極分別連接所述承載板（021)上 的陰極及陽極接口； 一障壁框（023)，所述LED芯片（022)位于所述障壁框（023)內部； 若干反射膜（024)，所述反射膜（024)設置于所述障壁框（023)內壁上； 以及填充于障壁框（023)內（除去反射膜（024)區域）的光學填充體（025)，所述光學填 充體（025)面向觀眾的外表面還包括一層均光層（026)，當LED工作時，觀測者獲得面狀光 源； 進一步而言，本發明提供的一種面光源封裝LED，其所述均光層（026)為獨立于所述光 學填充體（025 )之外的光學材料，所述均光層（026 )設置于所述光學填充體（025 )之上，所 述光學材料包括：聚合物散射層，熒光粉層或量子光學膜；在本實施例中優選聚合物散射 層，如圖3。
[0031] 更進一步而言，本發明提供的一種面光源封裝LED，其所述光學填充體（025)可以 為一層、兩層或多層填充體組成；為節約成產成本，本實施例優選填充體一次性注入的單層 填充層； 再進一步而言，本發明提供的一種面光源封裝LED，其LED芯片可以為單芯片或多芯 片，可以為單色LED，也可以為多色LED，如紅綠藍三基色。為節約成產成本，在本實施例中 優選單色紅光LED芯片。
[0032] 本實施例用于小屏低端產品，考慮到生產成本，故而不設散熱通道。
[0033] 第三實施例 如圖4所示，在發明第三實施例中提供一種面光源封裝LED，包括： 一承載板（031 )，所述承載板（031)上含有LED陰極及陽極接口； N個LED芯片（032)，所述LED芯片（032)的陰極及陽極分別連接所述承載板上的陰極 及陽極接口； 一障壁框（033)，所述LED芯片（032)位于所述障壁框（033)內部； 若干反射膜（034)，所述反射膜（034)設置于所述障壁框（033)內壁上； 以及填充于障壁框（033)內（除去反射膜（034)區域）的光學填充體（035)，所述光學填 充體（035)面向觀眾的外表面還包括一層均光層（036)，當LED工作時，觀測者獲得面狀光 源； 進一步而言，在本實施例中，所述均光層（036 )為獨立于所述光學填充體（035 )之外的 光學材料制作而成，所述均光層（036)設置于光學填充體（035)之上，所述均光層（036)材 料可以為突光粉或量子光學膜，在本實施例中優選突光粉； 如圖4所示，再進一步而言，所述LED芯片（032)采用UV-LED芯片，所述均光層（036) 包含多組單色熒光粉層，分別為紅光熒光粉層（0361 )、綠光熒光粉層（0362 )和藍光熒光粉 層（0363)，即圖中所示，三個子像素從左到右分別為紅綠藍像素。所述單色熒光粉層作用一 在于分別將UV光轉化為紅、綠和藍的單色光，作用二在于將UV-LED點光源轉化成面光源。
[0034] 更進一步而言，本發明提供的一種面光源封裝LED，其所述光學填充體（035)可以 為一層、兩層或多層填充體組成；為節約成產成本，本實施例優選填充體一次性注入的單層 填充層； 值得一提的是，本發明提供的一種面光源封裝LED，可用于整屏LED屏；所述障壁框 (033)為方形體或非方形體；所述障壁框（033)為非方形體，相鄰所述障壁框（033)之間設 有用于散熱、冷卻的散熱通道（037);如圖3,在本實施例中優選梯形障壁框。
[0035] 第四實施例 如圖5所示，本發明第四實施例提供的一種面光源封裝LED，是將UV-LED芯片改成藍光 LED芯片（042)及（0420)，對應藍光LED子像素則不需要添加熒光粉層，取而代之的是如實 施例一中提供設置于光學填充體（045)外表面的漫反射光學結構（0463);在本實施例中，藍 光是采用對光學填充體（045)的外表面進行磨砂化出來產生漫反射光學結構（0463);而對 應的紅、綠LED子像素則采用藍光LED芯片產生的藍光分別激發紅光熒光粉層（0461)、綠光 熒光粉層（0462)所得的。
[0036] 如圖5所示，本實施例提供的一種紅、綠LED子像素的面光源封裝LED如下所述， 包含：一承載板（041)，設置于承載板上的藍光LED芯片（042)，在藍光LED芯片四周設置一 錐形障壁框（043)，設置于障壁框內壁的反射膜（044)，填充于障壁框（043)內（除去反射膜 (044)區域）的光學填充體（045)，以及設置于所述光學填充體外（045)表面的一層紅光熒 光粉層（0461)以及綠光熒光粉層（0462)，當LED工作時，藍光LED芯片（042)激活紅光熒 光粉層（0461)或綠光熒光粉層（0462 )并使其發出紅光或綠光。
[0037] 而在本實施例中提供的一種藍光LED子像素的面光源封裝LED結構如下所述，包 含：一承載板（041)，設置于承載板上的藍光LED芯片（0420)，在藍光LED芯片（0420)四周 設置一錐形障壁框（043)，設置于障壁框內壁的反射膜（044)，填充于障壁框（043)內（除去 反射膜（044)區域）的光學填充體（045)，光學填充體（045)面向觀眾的外表面經過磨砂或 刻蝕形成漫發射光學結構（0463)，在本實施例中優選磨砂化處理。當LED工作時，藍光LED (0420)點光源經過光學填充體（045)的磨砂表面形成面光源藍光LED。
[0038] 在實施例三以及四是采用UV-LED芯片或者藍光LED芯片激活單色熒光粉層獲得 三基色光，而在實際應該中也可以采用量子點光學膜代替熒光粉層，這里不再進行贅述。
[0039] 至此本發明提供關于一種面光源封裝LED實施例介紹完畢。
[0040] 本發明還提供一種采用上述實施例一至四所述面光源封裝LED的無莫爾條紋 3D-LED立體顯示系統，包括一采用面光源封裝LED的LED屏、一分光光柵和電路驅動組件， 所述分光光柵包括狹縫光柵、柱透鏡光柵、液晶透鏡、液晶光閥和振動光柵；所述面光源封 裝LED的LED屏黑矩陣小，用于立體顯示中可有效減輕莫爾條紋。
[0041] 如圖6是本發明提供的一種無莫爾條紋的3D-LED顯示系統，包含： 一面光源封裝LED的LED屏（52)， 一狹縫光柵（53)， 以及電路驅動組件（51); 如圖6為本發明提供的一種無莫爾條紋的3D-LED顯示器，由三角形相似關系，可得
【權利要求】
1. 一種面光源封裝LED,其特征在于：包括， 一承載板，所述承載板上含有LED陰極及陽極接口； N個LED芯片，所述LED芯片的陰極及陽極分別連接所述承載板上的陰極及陽極接口； 一障壁框，所述LED芯片位于所述障壁框內部； 若干反射膜，所述反射膜設置于所述障壁框內壁上； 以及填充于障壁框內的光學填充體，所述光學填充體面向觀眾的外表面還包括一層均 光層，其中N為自然數，且N=1或N彡3。
2. 根據權利要求1所述一種面光源封裝LED，其特征在于：所述均光層為所述光學填充 體外表面處理化的光學結構；其中，所述處理化的光學結構包括：刻蝕處理以及磨砂處理 所形成具有漫發射或散射特性的光學結構。
3. 根據權利要求1所述一種面光源封裝LED，其特征在于：所述均光層為獨立于所述 光學填充體之外的光學材料，所述均光層設置于所述光學填充體之上；所述光學材料包括： 聚合物散射層，熒光粉層或量子光學膜。
4. 根據權利要求1所述一種面光源封裝LED，其特征在于：所述光學填充體由至少一層 填充體組成。
5. 根據權利要求1所述一種面光源封裝LED，其特征在于：所述N為3,且所述LED芯 片包含紅、綠、藍三種單色LED芯片，用于彩色LED屏顯示。
6. 根據權利要求1所述一種面光源封裝LED，其特征在于：所述N為1，且所述LED芯片 采用UV-LED芯片；所述均光層為單色熒光粉層，且所述單色熒光粉層的單色熒光粉包括： 紅光熒光粉、藍光熒光粉和綠光熒光粉，分別用于將UV光轉化為紅、綠和藍的單色光，并將 UV-LED點光源轉化成面光源。
7. 根據權利要求1所述一種面光源封裝LED，其特征在于：所述N為1，且所述LED芯 片采用藍光LED芯片；所述均光層包括單色熒光粉層和光學結構均光層；所述單色熒光粉 層的單色熒光粉包括：紅光熒光粉和綠光熒光粉，分別用于將藍光轉化為紅和綠的單色光； 所述光學結構均光層包括：磨砂處理或刻蝕處理填充體外表面。
8. 根據權利6或7所述一種面光源封裝LED，其特征在于：所述單色熒光粉層可替換為 單色量子點光學膜。
9. 根據權利要求1所述一種面光源封裝LED，其特征在于：所述面光源封裝LED適用于 整屏LED屏；所述障壁框為方形體或非方形體；所述障壁框為非方形體時，相鄰所述障壁框 之間設有用于散熱、冷卻的散熱通道。
10. -種采用如權利要求1所述面光源封裝LED的3D-LED顯示系統，其特征在于：包 括一采用所述面光源封裝LED的LED屏、一分光光柵和一電路驅動組件。
【文檔編號】G09F9/33GK104048222SQ201410321799
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年7月5日 優先權日:2014年7月5日
【發明者】張永愛, 郭太良, 周雄圖, 葉蕓, 林銻杭, 林婷 申請人:福州大學