CN101515422A - Led显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED显示装置，包括多个像素单元，每个像素单元包括多个发光二极管芯片，以及与该多个发光二极管芯片相对应且分别用于封装该多个发光二极管芯片的多个填充层；该多个发光二极管芯片受激发出同色光，该多个填充层包括至少一个第一填充层、至少一个第二填充层及至少一个第三填充层，该第一填充层、第二填充层及第三填充层中至少两者含有各自不同的荧光粉，经由该第一填充层、第二填充层及第三填充层出射的光各不相同且为红、绿、蓝三色光之一。该LED显示装置可获得较佳的显示效果，另外，本领域技术人员还可较简便地配置电路对该多个发光二极管芯片进行供电，从而可有效地节省制造该LED显示装置的人力及成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示装置，尤其涉及一种发光二极管LED显示装置(LED display)。
背景技术
目前，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)因具光质佳(也即LED光源射出的光谱)及发光效率高等特性得到广泛的应用，具体可参阅Michael S.Shur等人在文献Proceedings of the IEEE，Vol.93，No.10(2005年10月)中发表的“Solid-StateLighting：Toward Superior Illumination”一文。
通常，为了使采用发光二极管作为发光元件的显示装置具较佳的色彩表现能力，现有技术利用红、绿、蓝三色发光二极管芯片相搭配组成一全彩发光二极管显示器(full colorlight emitting diode display)，该全彩发光二极管显示器可通过红、绿、蓝三色发光二极管芯片发出的红、绿、蓝三种颜色并经混光后形成一全彩色光(full color)，以进行显示，且其具有高亮度、高对比度等优点，使用前景十分广阔。
然而，利用上述红、绿、蓝三色发光二极管芯片相搭配组成该全彩发光二极管显示器存在以下问题：一方面，由于该红、绿、蓝三色发光二极管芯片的输入电压彼此不同，因此，该全彩发光二极管显示器的电路设计较为困难；另一方面，当温度上升时，该红、绿、蓝三色发光二极管芯片的光衰减(decay)程度不同，其中，红色发光二极管芯片的光衰减程度较大，从而容易造成全彩发光二极管显示器的色温偏蓝(blue-shift)，进而导致全彩发光二极管显示器的显示色彩失真。
有鉴于此，提供一种电路设计简便、显示效果较佳的的LED显示装置实为必要。
发明内容
下面将以实施例说明一种LED显示装置，其具有电路设计简便、显示效果较佳的的优点。
一种LED显示装置，包括多个像素单元，每个像素单元包括多个发光二极管芯片，以及与该多个发光二极管芯片相对应且分别用于封装该多个发光二极管芯片的多个填充层；该多个发光二极管芯片受激发出同色光，该多个填充层包括至少一个第一填充层、至少一个第二填充层及至少一个第三填充层，该第一填充层、第二填充层及第三填充层中至少两者含有各自不同的荧光粉，经由该第一填充层、第二填充层及第三填充层出射的光各不相同且为红、绿、蓝三色光之一。
相对于现有技术，该LED显示装置通过设置多个发出同色光的发光二极管芯片，以及设置第一填充层、第二填充层及第三填充层分别将该多个发光二极管芯片封装，使得经由该第一散射层、第二填充层及第三填充层出射的光各为红、绿、蓝三色光之一，从而可混合该红、绿、蓝三色光形成一全彩色光。由于该具全彩色光的LED显示装置所包含的多个发光二极管芯片受激发出同色光，即该多个发光二极管芯片具有相同的发光特性，其光衰减程度相同，因此，可避免LED显示装置发生色温偏蓝(blue-shift)现象，使得该LED显示装置获得较佳的显示效果，另外，本领域技术人员还可较简便地配置电路对该多个发光二极管芯片进行供电，从而可有效地节省制造该LED显示装置的人力及成本。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的LED显示装置的分解结构示意图。
图2是图1所示LED显示装置的像素单元沿II-II方向的剖面示意图。
图3是本发明第二实施例提供的LED显示装置的像素单元的剖面示意图。
图4是本发明第三实施例提供的LED显示装置的结构示意图。
图5是图4所示LED显示装置的像素单元沿V-V方向的剖面示意图。
图6是图4所示LED显示装置的像素单元经变更后沿V-V方向的剖面示意图。
图7是本发明第四实施例提供的LED显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明第一实施例提供的一种LED显示装置10，其包括多个像素单元11。
请一起参阅图2，每个像素单元11包括一个基板110、多个发光二极管芯片112，及对应于该多个发光二极管芯片112的多个填充层114。其中，该多个发光二极管芯片112设置在该基板110上，该多个填充层114分别封装该多个发光二极管芯片112。
该基板110用于支撑该多个发光二极管芯片112及该多个填充层114，其也可用于导热，且可优选地以绝缘性良好的陶瓷材料制成。该陶瓷材料可选择性地采用氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)、氧化硅(SiO2)、氧化铍(BeO)等作为材质。进一步地，该LED显示装置10还设置一电路板113以对该多个发光二极管芯片112进行供电，该基板110设置在该电路板113上，该电路板113具体可为玻璃纤维电路板(FR4)或金属电路板(MetalCore PCB，MCPCB)。
本实施例中，每个像素单元11包括九个发光二极管芯片112，对应地，该每个像素单元11设置九个填充层114封装该九个发光二极管芯片112。该九个发光二极管芯片112为蓝色发光二极管芯片。
该九个填充层114包括三个第一填充层1140、三个第二填充层1142，及三个第三填充层1144，该第一、第二、第三填充层1140、1142、1144可分别采用环氧树脂(epoxy)或硅树脂(silicone)等绝缘材料制成。其中，该第一填充层1140为一填充有红色荧光粉114a和红色染色剂的封装体，该第二填充层1142为一填充有绿色荧光粉114b和绿色染色剂的封装体，第三填充层为一透明封装体。具体且优选地，上述红色荧光粉114a、绿色荧光粉114b可分别分布在封装体的接近与其对应的蓝色发光二极管芯片112的一侧，而红色染色剂、绿色染色剂可分别分布在封装体远离与其对应的蓝色发光二极管芯片112的一侧。该第一填充层1140中的红色荧光粉114a可使与其对应的蓝色发光二极管芯片112受激发出的蓝色光转换为红色光；该第二填充层1142中的绿色荧光粉114b可使与其对应的蓝色发光二极管芯片112受激发出的蓝色光转换为绿色光；另外，对应于第三填充层1144并为第三填充层1144所封装的蓝色发光二极管芯片112，其受激发出的蓝色光可透过第三填充层1144直接出射。当第一、第二填充层1140、1142中的红色荧光粉114a及绿色荧光粉114b分别未能充分将蓝色发光二极管芯片112发出的蓝色光转换为红色光及绿色光时，该第一、第二填充层1140、1142中的红色染色剂、绿色染色剂可吸收该蓝色光，以保证由第一填充层1140出射的光为纯红色光，由第二填充层1142出射的光为纯绿色光。
上述红、绿、蓝三色光分别经第一、第二、第三填充层1140、1142、1144出射后，即可混光并形成全彩(full color)色光，从而进行显示。
由于该具全彩色光的LED显示装置10所包含的多个发光二极管芯片112发出同色光，即该多个蓝色发光二极管芯片112具有相同的发光特性，其光衰减程度相同，因此，可避免LED显示装置10发生色温偏蓝(blue-shift)现象，使得该LED显示装置10获得较佳的显示效果；另外，本领域技术人员还可较简便地配置电路对该多个蓝色发光二极管芯片112进行供电，从而可有效地节省制造该LED显示装置10的人力及成本。
进一步地，该像素单元11可进一步包括多个挡墙116。该多个挡墙116由该基板110延伸出来且分别垂直于该基板110。进一步地，该多个挡墙116位于多个蓝色发光二极管芯片112之间以分隔该多个蓝色发光二极管芯片112。另外，该多个挡墙116还进一步与该基板110相配合形成多个收容空间1160，以分别收容多个填充层114及封装在该填充层114内的蓝色发光二极管芯片112，从而保证每个填充层114对其所封装的蓝色发光二极管芯片112发出的光进行转换。
进一步地，每个像素单元11还可包括一个设置在多个填充层114上的散射层17，且该散射层17中可填充多个扩散颗粒(diffuser)。其中该散射层17可采用环氧树脂或硅树脂等绝缘材料制成，该扩散颗粒可选用二氧化钛(TiO2)、聚碳酸脂(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、熔融石英(Fused Silica)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)或硅铝氧氮聚合材料(sialon)制成，当然，该扩散颗粒也可选用其它有别于硅铝氧氮聚合材料的透明氢氮化物(Oxynitride)制成。该多个扩散颗粒与该散射层17具有不同的折射率，优选地，该扩散颗粒的折射率大于1.1而小于2.4，当蓝色发光二极管芯片112发出的光经由多个填充层114转换后到达该散射层17上时，填充在该散射层17内的多个扩散颗粒可将其扩散后出射，从而使红、绿、蓝三色光获得较佳的混光效果。可以理解的是，该扩散颗粒可为无规则形状的微小颗粒，优选地，该扩散颗粒设置为圆形颗粒，其粒径小于3μm。
本领域技术人员进一步可以理解的是，上述像素单元11所包含的多个发光二极管芯片112，其数目可设置为六个、十二个或其它大于两个的数目，只要蓝色发光二极管芯片112发出的光可经填充层114转换为红、绿蓝三色光并可混光成为均匀的全彩色光即可，并不局限于具体实施例。
请参阅图3，本发明第二实施例提供的一种LED显示装置30，其与本发明第一实施例提供的LED显示装置10大致相同，差异仅在于：像素单元31中的九个发光二极管芯片312分别为紫外发光二极管芯片，即该九个发光二极管芯片312分别发出紫外光，对应地，该第一填充层3140为填充有红色荧光粉314a的封装体，该第二填充层3142为填充有绿色荧光粉314b的封装体，该第三填充层3144为填充有蓝色荧光粉的封装体。
该第一填充层3140中的红色荧光粉314a可使与其对应的紫外发光二极管芯片312发出的紫外光转换为红色光；该第二填充层3142中的绿色荧光粉314b可使与其对应的紫外发光二极管芯片312发出的紫外光转换为绿色光；该第三填充层3144中的蓝色荧光粉314c可使与其对应的紫外发光二极管芯片112发出的紫外光转换为蓝色光。
当然，该第一、第二、第三填充层3140、3142、3144也可分别进一步填充红色染色剂、绿色染色剂及蓝色染色剂，以利用其吸收未经红色荧光粉及绿色荧光粉转换的紫外光，从而保证由第一、第二、第三填充层3140、3142、3144出射的光为纯红色光、纯绿色光、纯蓝色光。
另外，可以理解的是，该第一、第二、第三填充层3140、3142、3144内分别填充的红色、绿色、蓝色荧光粉314a、314b、314c，其并不一定需要分布在封装体接近与其对应的紫外发光二极管芯片312的一侧，本领域技术人员也可根据制造工艺的需要将其均匀分布在与其对应的封装体中。
请参阅图4及图5，本发明第三实施例提供的一种LED显示装置50，其与本发明第一实施例提供的LED显示装置30大致相同，差异仅在于：散射层57远离多个填充层514的一侧配置多个微结构570。
该微结构570相互平行设置，且其为沿Y方向延伸的条状结构。具体地，该条状结构沿垂直于Y方向的截面形状为图5所示的三角形，即该条状结构为一个三角锥形条状凸起。该多个微结构570可缩小LED显示装置50在X方向上的发光范围，从而更加适应于实际要求。
当然，可以理解的是，该微结构570也可设置为其它形状，如图6所示出的平凸柱状凸起，只要其可达到缩小LED显示装置50在X方向上的发光范围即可。
请参阅图7，本发明第四实施例提供的一种LED显示装置70，其与本发明第一实施例提供的LED显示装置10大致相同，差异仅在于：像素单元71进一步包括一个平凸柱面透镜78，该平凸柱面透镜78包括相对的一个平面780及一个凸柱面782，且该平凸柱面透镜78通过该平面780设置在散射层上77上。
经由设置该多个平凸柱面透镜78，同样达到缩小LED显示装置70在X方向上的发光范围的目的，以更加适应于实际要求。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种对应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (11)
1.一种LED显示装置，包括多个像素单元，每个像素单元包括多个发光二极管芯片，以及与该多个发光二极管芯片相对应且分别用于封装该多个发光二极管芯片的多个填充层；该多个发光二极管芯片受激发出同色光，该多个填充层包括至少一个第一填充层、至少一个第二填充层及至少一个第三填充层，该第一填充层、第二填充层及第三填充层中至少两者含有各自不同的荧光粉，经由该第一填充层、第二填充层及第三填充层出射的光各不相同且为红、绿、蓝三色光之一。
2.如权利要求1所述的LED显示装置，其特征在于，该发光二极管芯片为蓝光发光二极管芯片。
3.如权利要求2所述的LED显示装置，其特征在于，该第一填充层为一填充有红色荧光粉和红色染色剂的封装体，该第二填充层为一填充有绿色荧光粉和绿色染色剂的封装体，该第三填充层为一透明封装体，且该红色荧光粉及绿色荧光粉分别填充在封装体的邻近与其对应的发光二极管芯片的一侧，该红色染色剂及绿色染色剂分别填充在封装体的远离与其对应的发光二极管芯片的一侧。
4.如权利要求1所述的LED显示装置，其特征在于，该发光二极管芯片为紫外光发光二极管芯片。
5.如权利要求4所述的LED显示装置，其特征在于，该第一填充层为一填充有红色荧光粉的封装体，该第二填充层为一填充有绿色荧光粉的封装体，该第三填充层为一填充有蓝色荧光粉的封装体。
6.如权利要求5所述的LED显示装置，其特征在于，该第一填充层内进一步填充有红色染色剂，该第二填充层内进一步填充有绿色染色剂，该第三填充层内进一步填充有蓝色染色剂。
7.如权利要求1所述的LED显示装置，其特征在于，该像素单元进一步包括一个基板及由该基板延伸出来且分别垂直于该基板的多个挡墙，该多个挡墙位于多个发光二极管芯片之间以分隔该多个发光二极管芯片，且该多个挡墙与该基板相配合形成多个收容空间，以分别收容多个填充层及封装在该填充层内的发光二极管芯片。
8.如权利要求1所述的LED显示装置，其特征在于，该像素单元进一步包括一个散射层，该散射层设置在该多个填充层上，且该散射层内填充多个扩散颗粒。
9.如权利要求8所述的LED显示装置，其特征在于，该散射层的远离第一、第二、第三填充层的一侧配置平行设置的多个条状微结构。
10.如权利要求8所述的LED显示装置，其特征在于，该像素单元进一步包括一个平凸柱面透镜，该平凸柱面透镜包括相对的一个平面及一个凸柱面，且该平凸柱面透镜通过其平面设置在该散射层上。
11.如权利要求9所述的LED显示装置，其特征在于，该条状微结构为三角锥形条状凸起或平凸柱状凸起。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 201600 Shanghai City, Songjiang District Songjiang Industrial Zone West science and Technology Industrial Park No. 500 Wen Ji Lu Patentee after: Foxsemicon Semiconductor Precision (Shanghai) Inc. Patentee after: Foxsemicon Integrated Technology Inc. Address before: 201600 Shanghai City, Songjiang District Songjiang Industrial Zone West science and Technology Industrial Park No. 500 Wen Ji Lu Patentee before: Foxsemicon Semiconductor Precision (Shanghai) Inc. Patentee before: Foxsemicon Integrated Technology Inc. |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101229 Termination date: 20140218 |