CN108172585A

CN108172585A - 3d显示屏

Info

Publication number: CN108172585A
Application number: CN201711480417.2A
Authority: CN
Inventors: 张亮
Original assignee: Xian Zhisheng Ruixin Semiconductor Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Zhisheng Ruixin Semiconductor Technology Co Ltd
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2018-06-15

Abstract

本发明涉及一种3D显示屏，该结构包括：基板(1)和LED灯珠(2)，所述基板(1)上间隔设置有多个立体像素安装底座(3)，所述立体像素安装底座(3)均按照横向或纵向方向安装于所述基板(1)上；所述LED灯珠(2)设置于所述立体像素安装底座(3)上，所述LED灯珠(2)为全彩LED灯珠。本发明提供的LED显示屏散热效果好且分辨率高。

Description

3D显示屏

技术领域

本发明属LED发光技术领域，特别涉及一种3D显示屏。

背景技术

3D显示(Three-dimensionaldisplay)技术，即立体显示技术，能够在显示面板中提供视觉上具有立体感、临场感和深度感的显示画面，使人眼感知到客观景物的立体三维图像。3D显示技术因其使得显示画面更加生动形象，同时使观众具有身临其境的感受，成为显示领域发展的主流方向之一，是显示领域研究的热点。

传统的3D显示技术，需要借助于眼镜来实现，观众通过佩戴具有滤色功能或者偏光功能的眼镜使得左右眼所接收的光线不同，从而实现了3D显示效果，但因3D银镜的感光性较差，且佩戴眼镜较不方便，使得3D显示屏的应用范围和使用舒适度都大打折扣。

近年来也出现了以视差屏障技术、柱面透镜技术和指向光源技术三种技术为主的裸眼立体技术，但由于现有的裸眼立体技术均对光源的分辨率和散热性能有着很高的要求，目前以三颗单基色灯珠为主的全彩像素单元在分辨率和散热性方面均有一定的不足，极大的限制了裸眼立体的发展应用；因此，制造一种分辨率和散热性较好的3D显示屏变的越来越重要。

发明内容

为了提高3D显示屏的工作性能，本发明提供了一种3D显示屏；本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的实施例提供了一种3D显示屏，包括：

基板1和LED灯珠2，基板1上间隔设置有多个立体像素安装底座3，立体像素安装底座3均按照横向或纵向方向安装于基板1上；LED灯珠2设置于立体像素安装底座3上，LED灯珠2为全彩LED灯珠。

在本发明的一个实施例中，立体像素安装底座3包括两个对称斜面底座，两个全彩LED灯珠分别安装于斜面底座上形成左视LED灯珠和右视LED灯珠。

在本发明的一个实施例中，对称斜面底座与基板1水平面的角度为θ或-θ，θ值为1～45°。

在本发明的一个实施例中，对称斜面底座为向内对称斜面底座和向外对称斜面底座其中的一种或两种。

在本发明的一个实施例中，全彩LED灯珠包括一个全彩LED灯芯、第一引脚、第二引脚、第三引脚及第四引脚。

在本发明的一个实施例中，全彩LED灯芯包括：导电衬底和设置于导电衬底上的蓝光LED、红光LED和绿光LED；其中，导电衬底与第一引脚连接形成蓝光LED、红光LED和绿光LED的阳极，蓝光LED的阴极、红光LED的阴极和绿光LED的阴极分别与第二引脚、第三引脚及第四引脚连接。

在本发明的一个实施例中，全彩LED灯珠底部连接有热沉，热沉的底部与基板1连接。

在本发明的一个实施例中，基板1和立体像素安装底座3的材料均为铝合金。

在本发明的一个实施例中，3D显示屏还包括控制模块，控制模块与LED灯珠2电连接。

在本发明的一个实施例中，控制模块与LED灯珠2之间设置有稳压二极管。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的3D显示屏采用全彩LED灯珠，在提高了LED显示屏分辨率的同时散热效果更好。

2、本发明提供的3D显示屏通过在每个全彩LED灯珠底部设置热沉，散热效果更好，从而降低了全彩LED灯珠的光衰速度，提高全彩LED灯珠的使用寿命。

3、本发明提供的3D显示屏通过在每个全彩LED灯珠与控制模块之间设置有稳压二极管，大大提高了3D显示屏的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的一种3D显示屏结构示意图；

图2a～图2b为本发明实施例提供的一种立体像素安装底座结构示意图；

图3a～图3c为本发明实施例提供的一种3D显示屏对称斜面底座安装示意图；

图4为本发明实施例提供的一种全彩LED灯芯结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种蓝光外延层的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种第一有源层的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种红光外延层的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种第二有源层的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种绿光外延层的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种第一有源层的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

具体地，请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种3D显示屏结构示意图，包括：基板1和LED灯珠2，基板1上间隔设置有多个立体像素安装底座3，立体像素安装底座3均按照横向或纵向方向安装于基板1上；LED灯珠2设置于立体像素安装底座3上，LED灯珠2为全彩LED灯珠。

优选地，立体像素安装底座3包括两个对称斜面底座，两个全彩LED灯珠分别安装于斜面底座上形成左视LED灯珠和右视LED灯珠。请参见图2a～图2b，图2a～图2b为本发明实施例提供的一种立体像素安装底座结构示意图，包括：如图2a所示，对称斜面底座为向内对称斜面底座；如图2b所示，对称斜面底座为向外对称斜面底座。

优选地，对称斜面底座为向内对称斜面底座和向外对称斜面底座其中的一种或两种。请参见图3a～图3c，图3a～图3c为本发明实施例提供的一种3D显示屏对称斜面底座安装示意图，如图3a所示，向内对称斜面底座或向外对称斜面底座按照横向方向安装于基板1上；如图3b所示，向内对称斜面底座或向外对称斜面底座按照纵向方向安装于基板1上；如图3c所示，向内对称斜面底座和向外对称斜面底座按照横向或纵向方向安装于基板1上。

优选地，对称斜面底座与基板1水平面的角度为θ或-θ，θ值为1～45°。

具体地，全彩LED灯珠之间等间距矩阵排列，相邻两个全彩LED灯珠间距为1.2～3.2mm。全彩LED灯珠包括一个全彩LED灯芯、第一引脚、第二引脚、第三引脚及第四引脚。

进一步地，全彩LED灯芯包括：导电衬底和设置于导电衬底上的蓝光LED、红光LED和绿光LED；其中，导电衬底与第一引脚连接形成蓝光LED、红光LED和绿光LED的阳极，蓝光LED的阴极、红光LED的阴极和绿光LED的阴极分别与第二引脚、第三引脚及第四引脚连接。

优选地，全彩LED灯珠底部连接有热沉，热沉的底部与基板1连接，热沉为高导热绿的铜柱，可以更好的将LED灯珠的热量散发出去。

优选地，基板1和立体像素安装底座3的材料均为铝合金，在立体像素安装底座3内设置有散热圆孔，散热圆孔与热沉连接，可以更好的将LED灯珠的热量散发出去，从而降低了全彩LED灯珠的光衰速度，提高全彩LED灯珠的使用寿命。

进一步地，3D显示屏还包括控制模块，控制模块与LED灯珠2电连接。

优选地，控制模块与LED灯珠2之间设置有稳压二极管；当其中一颗LED灯珠故障或者开路时，可以由稳压二极管代替LED灯珠继续形成通路，以保证其他灯珠继续工作，大大提高了3D显示屏的可靠性。

本实施例提供的LED显示屏通过在LED显示屏上设置集成了蓝、红、绿三基色的全彩LED灯珠阵列，解决了现有3D显示屏的分辨率和散热性不好的问题，提高了3D显示屏的分辨率和散热性效果。

实施例二

本实施例在上述实施例的基础上详细介绍控制模块的控制原理。

优选地，控制模块可以为扰编器、混合器或复用器。

其中，裸眼立体图形的具体实现方式为，基板上的两个对称斜面底座将全彩LED灯珠分为两组，分别为左视LED灯珠和右视LED灯珠，左视LED灯珠和右视LED灯珠两组灯珠间隔排列，控制模块将左右眼图像信息数据分别发送至左右眼图像相关的左视LED灯珠和右视LED灯珠，以形成两组发光像素，一组图像的光线以法线为中心向左偏移，而另一组图像的光线则以法线为中心向右偏移，左右眼图像分别进入观看者的左眼和右眼，形成左右眼图像视觉差，最终在人脑中形成立体图像。

优选地，左右眼图像可以是上下排列、左右排列、左上斜向分开或者是右上斜分开排列。

本实施例提供的3D显示屏可以适用于室内外各种大屏幕显示，左视LED灯珠和右视LED灯珠在屏幕上的排列不受上下、左右位置的限制，可以是隔行排列，也可以是隔列排列，或者是斜线排列等；可以用于任何分辨率的大屏幕显示。

实施例三

本实施例在上述实施例的基础上详细介绍全彩LED灯芯，具体地，请参照图4，图4为本发明实施例提供的一种全彩LED灯芯结构示意图。包括：

导电衬底11；

反光层12，设置于导电衬底11上；

第一电极13，设置于反光层12上；

蓝光外延层14、红光外延层15及绿光外延层16，均设置于第一电极13上；

隔离层17，设置于第一电极13上以使蓝光外延层14、红光外延层15及绿光外延层16之间相互隔离；

第二电极18分别设置于蓝光外延层14、红光外延层15及绿光外延层16上；

钝化层19覆盖于蓝光外延层14、红光外延层15、绿光外延层16及隔离层17上。

具体地，通过将蓝、红、绿三种颜色发光材料集成在一个发光芯片上，使每颗全彩LED灯珠均可独立实现全彩显示。相对于传统全彩像素单元由三个蓝、红、绿三基色灯珠组成，本发明提供的全彩LED灯珠由于将三基色集成在一个芯片上，使每个全彩独立像素内部的间距更小，在LED显示屏尺寸不变的情况下全彩LED灯珠可设置的数量更多，分辨率更高。

进一步地，第一电极13作为蓝光LED、红光LED及绿光LED共连的阳极；第二电极18分别作为蓝光LED、红光LED及绿光LED的阴极。控制模块通过控制蓝光LED、红光LED及绿光LED的阴极的闭合或关断，就可以控制全彩LED灯珠发出不同颜色的光线。

进一步地，请参见图5，图5为本发明实施例提供的一种蓝光外延层的结构示意图，该蓝光外延层形成蓝光LED结构；具体的，该蓝光外延层14包括：第一缓冲层141、第一稳定层142、第一过渡层143、第一有源层144、第一阻挡层145及第一接触层146；

第一接触层146、第一阻挡层145、第一有源层144、第一过渡层143、第一稳定层142及第一缓冲层141依次层叠于第一电极13上表面第一指定区域。

其中，第一缓冲层141为N型GaN材料，厚度为3000～5000nm，优选为4000nm；

第一稳定层142为N型GaN材料，厚度为500～1500nm，优选为1000nm；

第一过渡层143为N型GaN材料，厚度为200～1000nm，优选为400nm，掺杂浓度为1×10¹⁸～5×10¹⁹cm^-3，优选为1×10¹⁹cm^-3；

请参见图6，图6为本发明实施例提供的一种第一有源层的结构示意图；该第一有源层144为由第一InGaN量子阱1441和第一GaN势垒1442形成的第一多重结构，该第一多重结构中第一InGaN量子阱(1441)和第一GaN势垒(1442)交替层叠的周期为8～30，优选为20；其中，第一InGaN量子阱1441的厚度为1.5～3.5nm，优选为2.8nm；第一GaN势垒1442的厚度为5～10nm，优选为5nm；第一InGaN量子阱1441中In的含量依据光波长而定，含量越高光波长越长，通常为10～20％；

第一阻挡层145的厚度为10～40nm，优选为20nm；

第一接触层146的厚度为100～300nm，优选为200nm。

进一步地，请参见图7，图7为本发明实施例提供的一种红光外延层的结构示意图，该红光外延层形成红光LED结构；具体的，该红光外延层15包括：第二缓冲层151、第二稳定层152、第二过渡层153、第二有源层154、第二阻挡层155及第二接触层156；

第二接触层156、第二阻挡层155、第二有源层154、第二过渡层153、第二稳定层152及第二缓冲层151依次层叠于第一电极13上表面第二指定区域。

其中，第二缓冲层151为N型GaN材料，厚度为2000～3000nm，优选为2500nm；

第二稳定层152为N型GaAs材料，厚度为1000～2000nm，优选为1500nm，掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3，优选为5×10¹⁷cm^-3；

第二过渡层153为N型GaAs材料，厚度为500～1000nm，优选为700nm，掺杂浓度为1×10¹⁸～5×10¹⁹cm^～3，优选为1×10¹⁹cm^-3；

请参见图8，图8为本发明实施例提供的一种第二有源层的结构示意图；该第二有源层154为由GalnP量子阱1541和A1GaInP势垒1542形成的第二多重结构，第二多重结构中GalnP量子阱1541和A1GaInP势垒1542交替层叠的周期为8～30，优选为20；其中，GalnP量子阱1541的厚度为2～10nm，优选为7nm；A1GaInP势垒的厚度为5～10nm，优选为7nm；A1GaInP势垒中A1含量为10～40％(Al含量依据光波长而定，含量越高光波长越长)；

第二阻挡层155为P型A1GaInP材料，厚度为10～500nm，优选为100nm，掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁹cm^-3，优选为1×10¹⁸cm^-3；

第二接触层156为P型GaAs材料，厚度为100～500nm，优选为150nm，掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁹cm^-3，优选为1×10¹⁸cm^-3。

进一步地，请参见图9，图9为本发明实施例提供的一种绿光外延层的结构示意图；该绿光外延层16包括：第三缓冲层161、第三稳定层162、第三过渡层163、第三有源层164、第三阻挡层165及第三接触层166；

第三接触层166、第三阻挡层165、第三有源层164、第三过渡层163、第三稳定层162及第三缓冲层161依次层叠于第一电极13上表面第三指定区域。

其中，第三缓冲层161为N型GaN材料，其厚度为3000～5000nm，优选为4000nm；

第三稳定层162为N型GaN材料，厚度为500～1500nm，优选为1000nm；

第三过渡层163为N型GaN材料，厚度为200～1000nm，优选为400nm，掺杂浓度为1×10¹⁸～5×10¹⁹cm^-3，优选为1×10¹⁹cm^-3；

请参见图10，图10为本发明实施例提供的一种第三有源层的结构示意图；该第三有源层164为由第二InGaN量子阱1641和第二GaN势垒1642形成的第三多重结构，该第三多重结构中第二InGaN量子阱1641和第二GaN势垒1642交替层叠的周期为8～30，优选为20；其中，第二InGaN量子阱1641的厚度为1.5～3.5nm，优选为2.8nm；第二GaN势垒1642的厚度为5～10nm，优选为5nm；第二InGaN量子阱1641中In的含量依据光波长而定，含量越高光波长越长，通常为20～30％；

第三阻挡层165的厚度为10～40nm，优选为20nm；

第三接触层166的厚度为100～300nm，优选为200nm。

进一步地，导电衬底11应选用电导率高的材料，厚度为500～2500nm。可选地，导电衬底11为导电Si片、铝板或者铜板。其中，导电Si片应为重掺杂硅片，以提高其电导率。

进一步地，反光层12应选用反光性好的材料，其厚度为300～1500nm。可选地，反光层12材料为Ni、Pb、Ni/Pb合金或者Al。

进一步地，隔离层15与钝化层17材料均可选为二氧化硅材料；其中，隔离层15的厚度为50～150nm，钝化层17的厚度为300～800nm。

进一步地，第一电极13与第二电极18应选用导电性能好的材料，例如Ni、Au、或者Ni/Au合金等材料。在退火工艺条件下，上述金属材料与半导体材料发生反应并形成金属硅化物，该金属硅化物与半导体材料接触势垒小，易于形成欧姆接触，可以减小接触电阻；

在实际应用中，蓝光LED、红光LED及绿光LED的数量可以根据需要而定。

本实施例提供的全彩LED芯片，通过在单芯片上形成蓝光、红光与绿光，可以减少后期封装时荧光粉的用量，且色温调节更加灵活；此外，采用导电衬底作为LED的阳极，可以提高LED的散热效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种3D显示屏，其特征在于，包括：基板(1)和LED灯珠(2)，所述基板(1)上间隔设置有多个立体像素安装底座(3)，所述立体像素安装底座(3)均按照横向或纵向方向安装于所述基板(1)上；所述LED灯珠(2)设置于所述立体像素安装底座(3)上，所述LED灯珠(2)为全彩LED灯珠。

2.根据权利要求1所述的3D显示屏，其特征在于，所述立体像素安装底座(3)包括两个对称斜面底座，两个所述全彩LED灯珠分别安装于所述斜面底座上形成左视LED灯珠和右视LED灯珠。

3.根据权利要求2所述的3D显示屏，其特征在于，所述对称斜面底座与所述基板(1)水平面的角度为θ或-θ，θ值为1～45°。

4.根据权利要求3所述的3D显示屏，其特征在于，所述对称斜面底座为向内对称斜面底座和向外对称斜面底座其中的一种或两种。

5.根据权利要求4所述的3D显示屏，其特征在于，所述全彩LED灯珠包括一个全彩LED灯芯、第一引脚、第二引脚、第三引脚及第四引脚。

6.根据权利要求5所述的3D显示屏，其特征在于，所述全彩LED灯芯包括：导电衬底和设置于所述导电衬底上的蓝光LED、红光LED和绿光LED；其中，所述导电衬底与所述第一引脚连接形成所述蓝光LED、所述红光LED和所述绿光LED的阳极，所述蓝光LED的阴极、所述红光LED的阴极和所述绿光LED的阴极分别与所述第二引脚、所述第三引脚及所述第四引脚连接。

7.根据权利要求6所述的3D显示屏，其特征在于，所述全彩LED灯珠底部连接有热沉，所述热沉的底部与所述基板(1)连接。

8.根据权利要求7所述的3D显示屏，其特征在于，所述基板(1)和所述立体像素安装底座(3)的材料均为铝合金。

9.根据权利要求1所述的3D显示屏，其特征在于，所述3D显示屏还包括控制模块，所述控制模块与所述LED灯珠(2)电连接。

10.根据权利要求9所述的3D显示屏，其特征在于，所述控制模块与所述LED灯珠(2)之间设置有稳压二极管。