CN106410014A - Led封装结构、显示装置和色彩显示方法 - Google Patents

Led封装结构、显示装置和色彩显示方法 Download PDF

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刘振国
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Abstract

本发明实施例提供一种LED封装结构、显示装置和色彩显示方法。该LED封装结构包括发光波长可调的石墨烯LED芯片、用于发射基色光且发光颜色不同的第一LED芯片和第二LED芯片、设置有光杯的LED封装支架；其中，所述石墨烯LED芯片、所述第一LED芯片和所述第二LED芯片封装在所述光杯中，所述石墨烯LED芯片的多个可调波长点分别与所述第一LED芯片的第一波长点和所述第二LED芯片的第二波长点共同构成色域显示范围。本发明实施例提供的LED封装结构，大大提高了显示装置的色域显示范围。

Description

LED封装结构、显示装置和色彩显示方法
技术领域
本发明实施例涉及显示技术，尤其涉及一种LED封装结构、显示装置和色彩显示方法。
背景技术
目前显示行业内实现彩色显示采用的是红绿蓝三基色混色的方式，根据混色原理，三基色的色坐标点所围成的三角形的面积，即为可实现的颜色范围，称之为显示设备的色域。显示器用于显示的常见器件为LED，对于所有的LED器件，其发光颜色或波长均由发光材料决定，一旦LED器件制备完成，其发光波长是固定的。
因此，由于LED器件的发光波长固定，因此显示设备利用三基色混色可实现的色域极限如图1所示。该色域极限是红绿蓝三色均落在马蹄图的光谱线上后所围成的最大的三角形的面积。然而，人眼所能感受到的色彩是整个马蹄图，三角形外的范围显示设备无法显示。
因此，如何提高显示设备的色域显示范围是目前技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种LED封装结构、显示装置和色彩显示方法，用以解决现有技术中色域显示范围较窄，无法满足用户的显示要求的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种发光二极管LED封装结构，包括：发光波长可调的石墨烯LED芯片、用于发射基色光且发光颜色不同的第一LED芯片和第二LED芯片、设置有光杯的LED封装支架；
其中，所述石墨烯LED芯片、所述第一LED芯片和所述第二LED芯片封装在所述光杯中，所述石墨烯LED芯片的多个可调波长点分别与所述第一LED芯片的第一波长点和所述第二LED芯片的第二波长点共同构成色域显示范围。
在一种可能的设计中，所述第一LED芯片为发射红光的红光芯片，所述第二LED芯片为发射蓝光的蓝光芯片。
在另一种可能的设计中，所述第一LED芯片为发射红光的红光芯片，所述第二LED芯片为发射绿光的绿光芯片。
在又一种可能的设计中，所述第一LED芯片为发射蓝光的蓝光芯片，所述第二LED芯片为发射绿光的绿光芯片。
可选的，所述LED封装支架包括三个光杯；
所述石墨烯LED芯片、所述第一LED芯片、所述第二LED芯片分别对应一个光杯。
可选的，所述LED封装支架包括一个光杯；
所述石墨烯LED芯片、所述第一LED芯片和所述第二LED芯片共同封装在所述光杯中。
第二方面，本发明实施例提供一种显示装置，包括：外壳和显示面板，所述显示面板包括多个如上述各实施方式所述的LED封装结构，所述多个LED封装结构呈阵列式排布；
其中，所述显示面板设置在所述外壳中，所述LED封装结构设置在所述显示装置的印制电路板PCB上。
第三方面，本发明实施例提供一种采用LED封装结构的显示装置的色彩显示方法，所述LED封装结构包括如上述各实施方式所述的结构，所述方法包括：
确定石墨烯LED芯片的多个可调波长点分别与所述第一LED芯片的第一波长点和所述第二LED芯片的第二波长点构成的多个区域；
若所述多个区域间存在重叠区域，则所述重叠区域的颜色采用流明数最高的波长点与第一LED芯片的第一波长点、第二LED芯片的第二波长点进行混合显示。
本发明实施例提供的LED封装结构、显示装置和色彩显示方法，通过将发光波长可调的石墨烯LED芯片、用于发射基色光且发光颜色不同的第一LED芯片和第二LED芯片封装在LED封装支架的光杯中，从而通过调节石墨烯LED芯片的栅极电压得到多个可调波长点，进而使得这多个可调波长点可以与第一LED芯片的第一波长点和第二LED芯片的第二波长点构成多个三角形，并确保这多个三角形所占的面积即色域显示范围大于现有技术中显示设备的色域显示范围，即本发明实施例提供的LED封装结构，能够大大提高显示设备的色域显示范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
图1为本发明提供的现有技术中色域极限示意图；
图2为本发明提供的LED封装结构实施例一的结构示意图；
图3为本发明提供的色彩显示原理示意图；
图4为本发明实施例提供的LED封装结构实施例二的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的LED封装结构实施例三的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的LED封装结构实施例四的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的LED封装结构实施例五的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的LED封装结构实施例六的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的LED封装结构实施例七的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的采用LED封装结构的显示装置的色彩显示方法的流程示意图；
图12为本发明实施例提供的人眼视觉函数示意图。
附图标记：
100：LED封装结构；
10：石墨烯LED芯片；
11：第一LED芯片；
12：第二LED芯片；
13：LED封装支架；
14：光杯；
101：红光芯片；
102：蓝光芯片；
103：绿光芯片；
200：显示装置；
20：外壳；
21：显示面板；
22：PCB。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例涉及的LED封装结构，可以适用于任一的具有显示装置的终端设备中，例如可以适用于液晶电视、手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、POS(Point of Sales，销售终端)、车载电脑等具有显示屏的设备，本发明实施例对所适用于的终端设备的形式并不做限制。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述XXX，但这些XXX不应限于这些术语。这些术语仅用来将XXX彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一XXX也可以被称为第二XXX，类似地，第二XXX也可以被称为第一XXX。
现有的显示设备在进行色彩显示时，采用的是三基色混色的原理，其利用三基色混色可实现的色域极限如图1所示。该色域极限是红绿蓝三色均落在马蹄图的光谱线上后所围成的最大的三角形的面积。然而，人眼所能感受到的色彩是整个马蹄图，三角形外的范围显示设备无法显示。因此，现有技术的色域显示范围较窄，无法满足用户的显示要求。
本发明实施例所提供的LED封装结构、显示装置以及显示方法，旨在解决现有技术的如上技术问题，从而达到提高显示装置的色域显示范围的目的。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图2为本发明实施例提供的LED封装结构实施例一的结构示意图。如图2所示，该LED封装结构100包括：发光波长可调的石墨烯LED芯片10、用于发射基色光且发光颜色不同的第一LED芯片11和第二LED芯片12、设置有光杯14的LED封装支架13；
其中，所述石墨烯LED芯片10、所述第一LED芯片11和所述第二LED芯片12封装在所述光杯14中，所述石墨烯LED芯片10的多个可调波长点分别与所述第一LED芯片11的第一波长点和所述第二LED芯片12的第二波长点共同构成色域显示范围。
具体的，在介绍本发明实施例的具体方案之前，这里先对本发明实施例所采用的石墨烯LED芯片10的特性做一介绍：
石墨烯LED芯片10主要采用的是半还原状态的氧化石墨烯(Semi-reducedGraphene Oxide，简称srGO)材料，该srGO材料可以通过激光直写技术从氧化石墨烯和还原石墨烯的界面处获得，该材料兼备石墨烯的高导电性和氧化石墨烯的宽带隙特征，通过构建芯片的面内栅极结构，对石墨烯LED芯片10的栅极施加电压可以调整srGO材料的费米能级，从而实时调控石墨烯LED芯片10的发光波长。也就是说，本发明实施例所采用的石墨烯LED芯片10，其通过调节施加在栅极的电压可以实时调控石墨烯LED发光的中心波长，通过施加不同的栅极电压，该石墨烯LED芯片10的发光波长可以在450nm～750nm范围内连续可调，基本覆盖整个可见光范围，因而该石墨烯LED芯片10具有多个波长点。
本发明实施例提供的LED封装结构100，其将上述石墨烯LED芯片10、用于发射基色光且发光颜色不同的第一LED芯片11和第二LED芯片12一起封装在封装支架的光杯14中，该第一LED芯片11具有固定的第一波长点，即第一LED芯片11的波长固定，该第二LED芯片12也具有固定的第二波长点，该LED封装支架13采用高反射、抗光照老化及可塑性强的材料组成，如EMC材质，其作用是可以为将上述各个LED芯片及其他组件封装保护起来，该封装支架上的光杯14可以提高正向出光的效率。可选的，该LED封装支架13上的光杯14可以是一个，还可以是多个，本发明实施例对光杯14的个数不做限定，上述图2所示的光杯14是以两个为例，本发明并不以此为限。可选的，上述石墨烯LED芯片10、第一LED芯片11和第二LED芯片12的驱动分别独立控制。
由于上述石墨烯LED芯片10具有多个可调波长点、且上述第一LED芯片11和第二LED芯片12分别具有各自固定的第一波长点和第二波长点，故，上述石墨烯LED芯片10的每一个波长点可以分别与第一波长点和第二波长点构成一显示区域，该显示区域的结构为三角形。这样，石墨烯LED芯片10的多个可调波长点就和上述第一波长点和第二波长点构成多个三角形，这多个三角形在马蹄图上所占的面积大于图1中最大三角形所占的面积，具体理由如下：
现有技术中，显示设备能够显示的色域范围为图1中的最大三角形在马蹄图上所占的面积，其中，图1中的最大三角形是通过红绿蓝三色混色而成，该最大三角形的三个顶点分别为红光点、蓝光点和绿光点；本申请中的LED封装结构100，包括了两个波长固定的第一LED芯片11和第二LED芯片12以及波长可调的石墨烯LED芯片10，在马蹄图中第一LED芯片11和第二LED芯片12可以对应三角形的两个顶点(这两个顶点可以对应图1最大三角形的任意两个顶点)，这样只需要调节石墨烯LED芯片10多个波长点就可以围成多个面积大小不等的三角形，并且在调节石墨烯LED芯片10的波长点时，确保其所围成的多个三角形在马蹄图上所占的面积大于图1中最大三角形所占的面积即可。
例如，参见图3所示的色彩显示原理示意图，图3中，其中假设1为第一波长点，5为第二波长点；2、3、4为设置的发光波长可调的石墨烯LED芯片10的几个波长点，现以石墨烯LED芯片10设置三个波长点为例进行说明，由2,3,4三个点分别与1和5两个点围成三角形，那么图3中共围成三个三角形，三个三角形所覆盖的面积即为采用本发明实施例中显示设备所能实现的色域显示范围。对照图3和图1，实际上1、4和5所围成的三角形的面积已经等于图1中最大三角形的面积，但是对于1、3、5和1、2、5所围成三角形与1、4和5所围成的三角形分别存在未重叠区域，那么，该显示设备的所实现的色域显示范围为1、4和5所围成的三角形的面积、上述两个未重叠区域的面积之和。因而，本发明实施例显示设备的色域显示范围大于现有技术中的色域显示范围。
本发明实施例提供的LED封装结构，通过将发光波长可调的石墨烯LED芯片、用于发射基色光且发光颜色不同的第一LED芯片和第二LED芯片封装在LED封装支架的光杯中，从而通过调节石墨烯LED芯片的栅极电压得到多个可调波长点，进而使得这多个可调波长点可以与第一LED芯片的第一波长点和第二LED芯片的第二波长点构成多个三角形，并确保这多个三角形所占的面积即色域显示范围大于现有技术中显示设备的色域显示范围，即本发明实施例提供的LED封装结构，能够大大提高显示设备的色域显示范围。
图4为本发明实施例提供的LED封装结构实施例二的结构示意图，图5为本发明实施例提供的LED封装结构实施例三的结构示意图，图6为本发明实施例提供的LED封装结构实施例四的结构示意图。在图4至图6所示的实施例中，上述LED封装结构100所涉及的LED封装支架13可以包括三个光杯14；所述石墨烯LED芯片10、所述第一LED芯片11、所述第二LED芯片12分别对应一个光杯14。
可选的，上述第一LED芯片11可以为发射红光的红光芯片101，第二LED芯片12可以为发射蓝光的蓝光芯片102，参见图4所示；可选的，上述第一LED芯片11可以为发射红光的红光芯片101，第二LED芯片12可以为发射绿光的绿光芯片103，参见图5所示；可选的，上述第一LED芯片11可以为发射蓝光的蓝光芯片102，第二LED芯片12可以为发射绿光的绿光芯片103，参见图6所示。需要说明的是，在图4至图6任一幅附图中，上述石墨烯LED芯片10、第一LED芯片11和第二LED芯片12在封装支架的位置可以任意调换，例如，可以将图4中第一LED芯片11放置在左边的第一个光杯14中，将石墨烯LED芯片10放置在中间位置的光杯14中，当然还可以是其他的调换方式，只要一个光杯14中封装一个芯片即可。
上述图4至图6实施例所提供的LED封装结构，通过光杯和LED芯片的一一对应关系，大大提高了各个LED芯片的出光效率。
图7为本发明实施例提供的LED封装结构实施例五的结构示意图，图8为本发明实施例提供的LED封装结构实施例六的结构示意图，图9为本发明实施例提供的LED封装结构实施例七的结构示意图。在图7至图9所示的实施例中，上述LED封装结构100所涉及的LED封装支架13可以包括一个光杯14；上述石墨烯LED芯片10、所述第一LED芯片11和所述第二LED芯片12共同封装在该光杯14中。
可选的，上述第一LED芯片11可以为发射红光的红光芯片101，第二LED芯片12可以为发射蓝光的蓝光芯片102，参见图7所示；可选的，上述第一LED芯片11可以为发射红光的红光芯片101，第二LED芯片12可以为发射绿光的绿光芯片103，参见图8所示；可选的，上述第一LED芯片11可以为发射蓝光的蓝光芯片102，第二LED芯片12可以为发射绿光的绿光芯片103，参见图9所示。需要说明的是，在图7至图9任一幅附图中，上述石墨烯LED芯片10、第一LED芯片11和第二LED芯片12在光杯14中的位置可以任意调换，例如，可以将图4中第一LED芯片11放置在光杯14的最左边，将石墨烯LED芯片10放置在光杯14的中间，当然还可以是其他的调换方式，只要一个光杯14中封装上述三个芯片即可。
上述图7至图9实施例所提供的LED封装结构，通过石墨烯LED芯片、第一LED芯片和第二LED芯片共用一个光杯，大大提高了LED封装结构的封装效率，且降低了封装复杂度和封装成本。
图10为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图。如图10所示，该显示装置200可以包括外壳20和显示面板21，该显示面板21包括多个上述实施例中所涉及的LED封装结构100，这多个LED封装结构100呈阵列式排布，共同封装成该显示面板21，另外，该显示面板21设置在所述外壳20中，上述LED封装结构100设置在显示装置200的印制电路板PCB22上。
该显示装置200中，由于采用了包含发光波长可调的石墨烯LED芯片、以及用于发射基色光且发光颜色不同的第一LED芯片和第二LED芯片，因此可以通过调节石墨烯LED芯片的栅极电压得到多个可调波长点，进而使得这多个可调波长点可以与第一LED芯片的第一波长点和第二LED芯片的第二波长点构成多个三角形，并确保这多个三角形所占的面积即色域显示范围大于现有技术中显示设备的色域显示范围，即本发明实施例提供的显示装置大大提高了所能显示的色域范围。
图11为本发明实施例提供的采用LED封装结构的显示装置的色彩显示方法的流程示意图。本实施例中的显示装置可以为上述图10所示的显示装置，该显示装置中采用了上述图2至图9任一实施例所示的LED封装结构。如图11所示，该方法包括：
S101：确定石墨烯LED芯片的多个可调波长点分别与所述第一LED芯片的第一波长点和所述第二LED芯片的第二波长点构成的多个区域。
S102：若所述多个区域间存在重叠区域，则所述重叠区域的颜色采用流明数最高的波长点与第一LED芯片的第一波长点、第二LED芯片的第二波长点进行混合显示。
具体的，基于上述图2至图9任一实施例所涉及的LED封装结构，该LED封装结构中所采用的发光波长可调的石墨烯LED芯片具有多个波长点，这多个波长点可以与该LED封装结构中的第一LED芯片的第一波长点、第二LED芯片的第二波长点构成多个区域。当这多个区域存在重叠区域时，根据人眼的视觉函数，如图12所示，波长越靠近555nm，单位功率所能产生的流明数越高，因而重叠区域的颜色，优先选择由波长靠近555nm的点与第一波长点和第二波长点进行混合显示，即流明数最高的波长点与第一波长点、第二波长点进行混合显示。
为了更好的说明本发明实施例的显示方法，这里举一个简单的例子来进行说明：
参见上述图3所示的色彩显示原理示意图，图3中①区域的颜色可以由2点和1、5点混合而成，也可以由3点和1、5点混合而成，也可以由4点和1、5点混合而成，由于4点的波长更靠近555nm，在LED芯片量子效率相同的情况下，采用同样功率驱动，4点产生的流明数更高，因而①区域的颜色优先采用4点和1、5点混合而成。同理，②区域的颜色由3点和1、5点混合而成，也可以由4点和1、5点混合而成，②区域的颜色优先采用4点和1、5点混合而成；③区域与其他两个三角形没有重叠区域，③区域的颜色只能由4点和1、5点混合而成；同样的，④区域与其他两个三角形也没有重叠区域，因此④区域的颜色只能由3点和1、5点混合而成；⑤区域的颜色可以由2点和1、5点混合而成，也可以由3点和1、5点混合而成，按照选择流明数最高的波长点的原理，⑤区域的颜色优先由3点和1、5点混合而成；⑥区域与其他两个三角形也没有重叠区域，因此，⑥区域的颜色只能由2点和1、5点混合而成。
本发明实施例提供的采用LED封装结构的显示装置的色彩显示方法，通过确定石墨烯LED芯片的多个可调波长点分别与所述第一LED芯片的第一波长点和所述第二LED芯片的第二波长点构成的多个区域，当这多个区域间存在重叠区域，则该重叠区域的颜色采用流明数最高的波长点与第一LED芯片的第一波长点、第二LED芯片的第二波长点进行混合显示，从而大大提高了显示效率，优化了显示效果，并且该方法中的显示装置采用了上述LED封装结构，因此其大大调高了所显示的色域范围。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种发光二极管LED封装结构，其特征在于，包括：发光波长可调的石墨烯LED芯片、用于发射基色光且发光颜色不同的第一LED芯片和第二LED芯片、设置有光杯的LED封装支架；
其中，所述石墨烯LED芯片、所述第一LED芯片和所述第二LED芯片封装在所述光杯中，所述石墨烯LED芯片的多个可调波长点分别与所述第一LED芯片的第一波长点和所述第二LED芯片的第二波长点共同构成色域显示范围。
2.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述第一LED芯片为发射红光的红光芯片，所述第二LED芯片为发射蓝光的蓝光芯片。
3.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述第一LED芯片为发射红光的红光芯片，所述第二LED芯片为发射绿光的绿光芯片。
4.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述第一LED芯片为发射蓝光的蓝光芯片，所述第二LED芯片为发射绿光的绿光芯片。
5.根据权利要求1-4任一项所述的LED封装结构，其特征在于，所述LED封装支架包括三个光杯；
所述石墨烯LED芯片、所述第一LED芯片、所述第二LED芯片分别对应一个光杯。
6.根据权利要求1-4任一项所述的LED封装结构，其特征在于，所述LED封装支架包括一个光杯；
所述石墨烯LED芯片、所述第一LED芯片和所述第二LED芯片共同封装在所述光杯中。
7.一种显示装置，其特征在于，包括：外壳和显示面板，所述显示面板包括多个如上述权利要求1至权利要求6任一项所述的LED封装结构，所述多个LED封装结构呈阵列式排布；
其中，所述显示面板设置在所述外壳中，所述LED封装结构设置在所述显示装置的印制电路板PCB上。
8.一种采用LED封装结构的显示装置的色彩显示方法，其特征在于，所述LED封装结构包括如上述权利要求1至权利要求6任一项所述的结构，所述方法包括：
确定石墨烯LED芯片的多个可调波长点分别与所述第一LED芯片的第一波长点和所述第二LED芯片的第二波长点构成的多个区域；
若所述多个区域间存在重叠区域，则所述重叠区域的颜色采用流明数最高的波长点与第一LED芯片的第一波长点、第二LED芯片的第二波长点进行混合显示。
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