CN107783211B - 微米led显示模组混光光栅制造方法、光栅和显示模组 - Google Patents

微米led显示模组混光光栅制造方法、光栅和显示模组 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种微米LED显示模组混光光栅制造方法、光栅和显示模组，所述制造方法包括：对光栅基板进行清洗、干燥；将光栅基板挟持在模具的上膜与下模之间；将挟持好的光栅基板置于成型炉中，在模具的上模上加设定的压力配重，在预设温度曲线条件下合模成型，得到成型光栅；成型光栅包括多个光栅单元，每个光栅单元为中心线对称结构，在一侧表面具有对称设置的两个第一反射面和对称的两个折射面，在另一侧表面具有对称设置的两个透射面和对称的两个第二反射面；将成型光栅进行清洗、干燥；对第一反射面进行电镀，使第一反射面透射第一波长的光，并反射第二、第三波长的光；对第二反射面进行电镀，使第二反射面全反射第二、第三波长的光。

Description

微米LED显示模组混光光栅制造方法、光栅和显示模组
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种微米LED显示模组混光光栅制造方法、光栅和显示模组。
背景技术
传统的LED显示技术在提高画质质量，诸如对比度，清晰度，白平衡一致性等方面，大多从发光器件的封装技术中封装体透镜部分的设计及精密制造工艺入手，或者是通过图像显示系统附加色度矫正技术和亮度矫正技术来提高和改善。
但是，无论是普遍使用的户外椭圆LED灯珠还是户内三合一灯珠，由于要同时实现宽角度，譬如140度的视角空间，在对来自PN结发出的光的聚焦传输的光路上，光在色度方面和亮度方面最后呈现为一种以角度为变量的分布函数，而且，这种分布，在像素间距较大时，譬如大于1毫米以上的显示画质质量影响并不明显，但是对于在微米LED显示时，对于像素自身里各光源都有一部分光未参与混光，未参与R+G+B混光的部分在全彩显示时就成了本像素混光的显示的视觉上的一种非对称边缘串扰，像主混光束边缘不对称地镶嵌接着不规则环状物；另外，在单色显示与混色显示时，由于光源安装在不同的物理结构位置，单色图像的空间位置相对于混光图像区域是在垂直于法线方向的平面上不规则第漂平移动的，由此引起图像畸变；此两种情况都影响画质质量的下降，详见图1。
如图1所示，在任意某个成像面A-A位置，当显示单色图像时，相对于像素法线oo’偏移了Pi的位置(Pi是R,G,B各单色光源间在像素里的物理间距)，当显示双色混光图像相对像素法线oo’偏移Pi/2,当R+G+B混色时在偏离法线Pi/2位置有双色图像偏扰(非对称，上侧是R+G，下侧是G+B)显示。因而会严重影响到显示效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种微米LED显示模组混光光栅制造方法、光栅和显示模组，能够解决像素的各光源物理架构上的这种客观结构带来的混光引起的画质质量问题。
第一方面，本发明提供了一种微米LED显示模组混光光栅的制造方法，所述制造方法包括：
对光栅基板进行清洗、干燥；
将所述光栅基板挟持在模具的上膜与下模之间；
将挟持好的光栅基板置于成型炉中，在模具的上模上加设定的压力配重，在预设温度曲线条件下合模成型，得到成型光栅；所述成型光栅包括多个光栅单元，每个光栅单元为中心线对称结构，在一侧表面具有对称设置的两个第一反射面和对称的两个折射面，在另一侧表面具有对称设置的两个透射面和对称的两个第二反射面；
将所述成型光栅进行清洗、干燥；
对所述第一反射面进行电镀，使所述第一反射面透射第一波长的光，并反射第二、第三波长的光；
对所述第二反射面进行电镀，使所述第二反射面全反射第二、第三波长的光。
优选地，所述混光光栅用于红、绿、蓝三色LED的混光。
进一步优选地，所述第一波长的光为绿光，所述第二波长的光为蓝光，所述第三波长的光为红光。
优选地，所述第一反射面设置于发出绿光的绿色LED晶片前，使得所述绿色LED晶片发出的绿光由第一反射面的背面穿射过第一反射面后，到达透射面，透射出所述混光光栅，到达混光区域形成第一混光光束；
两个折射面中的第一折射面设置于发出红光的红色LED晶片前，使得所述红色LED晶片发出的红光由折射面折射后，一部分经第一透射面透射，到达混光区域形成第二混光光束，另一部分经一个第二反射面反射后，经两个第一反射面依次进行反射，再由第二透射面射出，到达混光区域形成第三混光光束；
两个折射面中的第二折射面设置于发出蓝光的蓝色LED晶片前，使得所述蓝色LED晶片发出的蓝光由折射面折射后，一部分经第二透射面透射，到达混光区域形成第四混光光束，另一部分经另一个第二反射面反射后，经两个第一反射面依次进行反射，再由第一透射面射出，到达混光区域形成第五混光光束；
其中，所述第一混光束、第二混光光束、第三混光光束、第四混光光束和第五混光光束共同构成微米LED显示模组的同轴出射光。
第二方面，本发明实施例提供了由上述第一方面所述的制造方法制备得到的混光光栅，所述混光光栅包括多个依次相接的光栅单元；所述光栅单元为中心线对称结构，在一侧表面具有对称设置的两个第一反射面和对称的两个折射面，在另一侧表面具有对称设置的两个透射面和对称的两个第二反射面。
优选的，所述第一反射面和所述第二反射面上均具有电镀膜。
优选的，所述两个第一反射面相接，两个折射面分别设置于两个第一反射面的两侧；所述两个透射面相接，两个第二反射面分别设置于两个透射面的两侧；
所述两个第一反射面的交点与所述两个透射面的交点投影重合。
优选的，所述折射面的长度大于所述第一反射面，所述透射面的长度大于所述第二反射面。
第三方面，本发明实施例提供了一种微米LED显示模组，所述微米LED显示模组包括由上述第一方面所述的制造方法制备得到的混光光栅。
本发明提供的微米LED显示模组混光光栅制造方法，简单，制造成本低，易于实现。制造得到的混光光栅通用性好，经光栅矫正过的光线，混色均匀，消除了像素的各光源物理架构上的客观结构带来的混光引起的画质质量问题。
附图说明
图1为现有技术的混光光线传输示意图；
图2为本发明实施例提供的微米LED显示模组混光光栅的制造方法流程图；
图3为本发明实施例提供的混光光栅的制备过程示意图；
图4为本发明实施例提供的混光光栅的示意图；
图5为本发明实施例提供的混光光栅的光栅单元的局部截面图；
图6为本发明实施例提供的混光光栅的光路传输示意图；
图7为本发明实施例提供的混光光栅的光路传输的具体实例图；
图8为本发明实施例提供的微米LED显示模组的示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明的微米LED显示模组混光光栅的制造方法，主要用于LED显示屏、超小间距LED显示屏、超高密度LED显示屏、LED正发光电视、LED正发光监视器、LED视频墙、LED指示、LED特殊照明等领域的显示面板制造。
图1为本发明实施例提供的微米LED显示模组混光光栅的制造方法流程图。本发明的制造方法包括如下步骤：
步骤110，对光栅基板进行清洗、干燥；
具体的，光栅基板选用具有良好透光性、可再热成型加工特性的材料制成，依据适用的显示模组确定光栅基板的尺寸。
步骤120，将所述光栅基板挟持在模具的上膜与下模之间；
具体的，上模的挟持面与光栅基板的第一表面相接，下模的挟持面与光栅基板的第二表面相接。上模和下模分别按照设计要求具有有凸起和凹陷的三角形槽体三棱体，以满足形成光栅的尺寸要求。
步骤130，将挟持好的光栅基板置于成型炉中，在模具的上模上加设定的压力配重，在预设温度曲线条件下合模成型，得到成型光栅；
具体的，本步骤的过程示意图如图3。成型炉在侧壁上具有加热器，底部具有水平架用于放置模具夹持的光栅基板，并且，在上模之上增加压力配重块。压力配重块采用耐温的金属材质和适合的形状。
通过加热器对成型炉内进行加热使得成型炉内按照设定的温度曲线进行温度变化。光栅基板随加热至略熔融态，在压力配重模块的作用下，按照上膜、下模的形状，浸入光栅基板，上模与下模合模，合模后的模腔间隙符合设计要求。冷却后得到如图4所示的成型光栅。其局部放大的光栅单元如图5所示，
成型光栅包括多个光栅单元，每个光栅单元为中心线对称结构，在一侧表面具有对称设置的两个第一反射面和对称的两个折射面，在另一侧表面具有对称设置的两个透射面和对称的两个第二反射面。
图5为本发明实施例提供的混光光栅的光栅单元的局部截面图；其中，a、b为两个第一反射面，c、d为两个折射面，g、h为两个透射面，e、f为两个第二反射面。并且，折射面的长度大于第一反射面，透射面的长度大于第二反射面。两个第一反射面的交点与两个透射面的交点投影重合。
步骤140，将所述成型光栅进行清洗、干燥；
步骤150，对第一反射面进行电镀，使第一反射面透射第一波长的光，并反射第二、第三波长的光；
步骤160，对第二反射面进行电镀，使第二反射面全反射第二、第三波长的光。
上述第一波长的光，与LED显示模组中光源的设置直接相关。例如，将混光光栅用于红、绿、蓝三色LED的混光时，第一波长的光为绿光，第二波长的光为蓝光，第三波长的光为红光。
由此即可得到微米LED显示模组混光光栅。
该混光光栅用于显示模组中时，第一反射面设置于发出绿光的绿色LED晶片前，使得所述绿色LED晶片发出的绿光由第一反射面的背面穿射过第一反射面后，到达透射面，透射出所述混光光栅，到达混光区域形成第一混光光束。
两个折射面中的第一折射面设置于发出红光的红色LED晶片前，使得所述红色LED晶片发出的红光由折射面折射后，一部分经第一透射面透射，到达混光区域形成第二混光光束，另一部分经一个第二反射面反射后，经两个第一反射面依次进行反射，再由第二透射面射出，到达混光区域形成第三混光光束。
两个折射面中的第二折射面设置于发出蓝光的蓝色LED晶片前，使得所述蓝色LED晶片发出的蓝光由折射面折射后，一部分经第二透射面透射，到达混光区域形成第四混光光束，另一部分经另一个第二反射面反射后，经两个第一反射面依次进行反射，再由第一透射面射出，到达混光区域形成第五混光光束。
其中述第一混光束、第二混光光束、第三混光光束、第四混光光束和第五混光光束共同构成微米LED显示模组的同轴出射光。
本发明实施例制备的混光光栅的光路传输示意图如图6所示。经过光栅矫正的光线，都沿像素的法线方向射出。
本发明提供的微米LED显示模组混光光栅制造方法，简单，制造成本低，易于实现。制造得到的混光光栅通用性好，经光栅矫正过的光线，混色均匀，消除了像素的各光源物理架构上的客观结构带来的混光引起的画质质量问题。
相应的，本发明实施例提供了一种通过上述方法制备得到的混光光栅，混光光栅包括多个依次相接的光栅单元；光栅单元为中心线对称结构，在一侧表面具有对称设置的两个第一反射面和对称的两个折射面，在另一侧表面具有对称设置的两个透射面和对称的两个第二反射面。其中，第一反射面和所述第二反射面上均具有电镀膜。
两个第一反射面相接，两个折射面分别设置于两个第一反射面的两侧；两个透射面相接，两个第二反射面分别设置于两个透射面的两侧；两个第一反射面的交点与两个透射面的交点投影重合，并且折射面的长度大于所述第一反射面，透射面的长度大于所述第二反射面。
在图7中，提供了一个具体的例子，将上述所述混光光栅应用于显示模组中。
在显示模组中，光栅的a面、b面都经过电镀处理，透绿光，反射蓝光和红光。e面、f面经电镀处理全反蓝光和红光。
来自绿色晶片的光G1、G0、G2经过光栅的a、b面，h、g面折射后变为G2、G0、G1，仍然在发线的混光光斑D内。
来自红色晶片的光R1、R0、R2经过c面折射后，分上下两部分，上部光R1、R0分经h面折射进入法线上的混光光斑D的上部R1、R0内，下部分光R0、R2经f面反射，a面反射，b面反射，g面透射，进入混光光斑D的下部R0、R2内。
来自蓝色晶片的光B1、B0、B2经过d面折射后，分上下两部分，下部分光B1、B0经g面透射进入法线上的混光光斑D的下部B1、B0内，上部分光B0、B2经e面反射，b面反射，a面反射，h面透射，进入混光光斑D的上部B0、B2内。
因此经过光栅矫正的光线，都沿像素的法线方向射出。
图8为本实施例提供的微米LED显示模组的示意图，采用上述实施例所述方法制备得到的混光光栅制备得到。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种微米LED显示模组混光光栅的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
对光栅基板进行清洗、干燥；
将所述光栅基板挟持在模具的上模与下模之间；
将挟持好的光栅基板置于成型炉中，在模具的上模上加设定的压力配重，在预设温度曲线条件下合模成型，得到成型光栅；所述成型光栅包括多个光栅单元，每个光栅单元为中心线对称结构，在一侧表面具有对称设置的两个第一反射面和对称的两个折射面，在另一侧表面具有对称设置的两个透射面和对称的两个第二反射面；两个第一反射面相接，两个折射面分别设置于两个第一反射面的两侧；两个透射面相接，两个第二反射面分别设置于两个透射面的两侧；两个第一反射面的交点与两个透射面的交点投影重合，并且折射面的长度大于所述第一反射面，透射面的长度大于所述第二反射面；
将所述成型光栅进行清洗、干燥；
对所述第一反射面进行电镀，使所述第一反射面透射第一波长的光，并反射第二、第三波长的光；
对所述第二反射面进行电镀，使所述第二反射面全反射第二、第三波长的光。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述混光光栅用于红、绿、蓝三色LED的混光。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述第一波长的光为绿光，所述第二波长的光为蓝光，所述第三波长的光为红光。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一反射面设置于发出绿光的绿色LED晶片前，使得所述绿色LED晶片发出的绿光由第一反射面的背面穿射过第一反射面后，到达透射面，透射出所述混光光栅，到达混光区域形成第一混光光束；
两个折射面中的第一折射面设置于发出红光的红色LED晶片前，使得所述红色LED晶片发出的红光由折射面折射后，一部分经第一透射面透射，到达混光区域形成第二混光光束，另一部分经一个第二反射面反射后，经两个第一反射面依次进行反射，再由第二透射面射出，到达混光区域形成第三混光光束；
两个折射面中的第二折射面设置于发出蓝光的蓝色LED晶片前，使得所述蓝色LED晶片发出的蓝光由折射面折射后，一部分经第二透射面透射，到达混光区域形成第四混光光束，另一部分经另一个第二反射面反射后，经两个第一反射面依次进行反射，再由第一透射面射出，到达混光区域形成第五混光光束；
其中，所述第一混光光束、第二混光光束、第三混光光束、第四混光光束和第五混光光束共同构成微米LED显示模组的同轴出射光。
5.一种如上述权利要求1-4任一所述制造方法制备得到的混光光栅，其特征在于，所述混光光栅包括多个依次相接的光栅单元；所述光栅单元为中心线对称结构，在一侧表面具有对称设置的两个第一反射面和对称的两个折射面，在另一侧表面具有对称设置的两个透射面和对称的两个第二反射面。
6.根据权利要求5所述的混光光栅，其特征在于，所述第一反射面和所述第二反射面上均具有电镀膜。
7.根据权利要求5所述的混光光栅，其特征在于，所述两个第一反射面相接，两个折射面分别设置于两个第一反射面的两侧；所述两个透射面相接，两个第二反射面分别设置于两个透射面的两侧；
所述两个第一反射面的交点与所述两个透射面的交点投影重合。
8.根据权利要求5所述的混光光栅，其特征在于，所述折射面的长度大于所述第一反射面，所述透射面的长度大于所述第二反射面。
9.一种微米LED显示模组，其特征在于，所述显示模组包括上述权利要求1-4任一权项所述的制造方法制备得到的混光光栅。
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