CN111900242A - Led发光件及其制作方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种LED发光件及其制作方法、显示装置，其中LED发光件包括基板和若干LED芯片，基板包括线路层，LED芯片固定安装于基板的上表面，并与基板上的线路层电性连接；各LED芯片侧边均设置有白色挡墙，白色挡墙的高度至少高于LED芯片发光的最底层；白色挡墙的顶部设置有黑色层。从而基于LED芯片自发光的特性，当LED芯片正常发光时，通过白色挡墙的反射效果可以提升发光亮度；而当LED芯片不发光时，则可以通过黑色层的黑色效果，进一步提升LED发光件整体的黑色度，从而提升了该LED发光件的对比度。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管LED领域，更具体地说，涉及一种LED发光件及其制作方法、显示装置。
背景技术
随着社会的进步与发展，显示器设备的技术也不断革新，其中mini LED应运而生。对于mini LED的应用，由于其LED芯片颗粒小，其固晶工序通常采用倒装印刷工艺，每张mini LED线路板上通常会有成千上万的焊点，甚至是上百万个焊点，以连接RGB三色芯片。在mini LED应用中，对比度对视觉效果的影响非常关键，对比度越大，图像越清晰醒目，色彩越鲜艳亮丽；而对比度小，则会让整个画面灰蒙蒙的。相关技术中，miniLED的对比度有限，实际显示效果有待提升。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于现有mini LED产品对比度较低，显示效果差的问题，针对该技术问题，提供一种LED发光件，包括基板和若干LED芯片，所述基板包括线路层，所述LED芯片固定安装于所述基板的上表面，并与所述基板上的线路层电性连接；各所述LED芯片侧边均设置有白色挡墙，所述白色挡墙的高度至少高于所述LED芯片发光的最底层；所述白色挡墙的顶部设置有黑色层。
可选的，所述白色挡墙的侧面为平面、斜面或弧面。
可选的，所述LED芯片四侧边周围设置的所述白色挡墙，形成的反射面为碗状弧面。
可选的，所述白色挡墙的高度大于等于所述LED芯片的出光面顶部对应的高度。
可选的，所述白色挡墙为在硅胶中添加二氧化钛或氧化硼制成，所述二氧化钛或氧化硼在所述白色挡墙中所占的比例为0.5％～2％。
可选的，所述黑色层为打印的黑粉层，所述黑粉层的厚度在10μm-30μm之间。
可选的，相邻3个LED芯片为一个RGB芯片组，分别为蓝光芯片、红光芯片和绿光芯片，且各LED芯片由封装胶覆盖。
可选的，各所述LED芯片均为蓝光芯片，相邻的3个LED芯片为一个RGB芯片组，且各RGB芯片组内，其中一个LED芯片的发光面上覆盖红色荧光粉，其中一个LED芯片的发光面上覆盖绿色荧光粉；各组RGB芯片组内，覆盖红色荧光粉和绿色荧光粉的LED芯片位置对应。
可选的，所述红色荧光粉和绿色荧光粉，各自采用量子点荧光粉或有机荧光粉中的至少一种。
本发明还提供一种LED发光件制作方法，包括：
提供待制作的基板；
在所述基板上，对LED芯片进行固晶；
在LED芯片周围，设置白色挡墙；
在所述白色挡墙的上方，设置黑色层。
可选的，在所述在LED芯片周围，设置白色挡墙之后，还包括：
以相邻三个LED芯片为一个RGB芯片组，在各RGB芯片组内，其中一个LED芯片的发光面上覆盖红色荧光粉，其中一个LED芯片的发光面上覆盖绿色荧光粉。
本发明还提供一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括上述的LED发光件。
有益效果
本发明提供一种LED发光件及其制作方法、显示装置，其中LED发光件包括基板和若干LED芯片，基板包括线路层，LED芯片固定安装于基板的上表面，并与基板上的线路层电性连接；各LED芯片侧边均设置有白色挡墙，白色挡墙的高度至少高于LED芯片发光的最底层；白色挡墙的顶部设置有黑色层。从而基于LED芯片自发光的特性，当LED芯片正常发光时，通过白色挡墙的反射效果可以提升发光亮度；而当LED芯片不发光时，则可以通过黑色层的黑色效果，进一步提升LED发光件整体的黑色度，从而提升了该LED发光件的对比度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明各实施例中的LED发光件侧视示意图；
图2为本发明各实施例中的另一LED发光件侧视示意图；
图3为本发明各实施例中的另一LED发光件侧视示意图；
图4为本发明各实施例中的LED发光件制作方法流程图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
第一实施例
本实施例提供了一种LED发光件，请参考图1-2，该LED发光件包括基板10和若干LED芯片20，基板10包括线路层，LED芯片20固定安装于基板10的上表面，并与基板10上的线路层电性连接；各LED芯片20侧边均设置有白色挡墙31，白色挡墙31的高度至少高于LED芯片20发光的最底层；白色挡墙31的顶部设置有黑色层32。
在mini LED的具体应用中，通过LED芯片20的自发光特性来进行显示，可以通过与LED芯片20所对应的控制芯片，来控制LED芯片20的发光亮度，而RGB三基色的LED芯片20，可以通过红绿蓝三色LED芯片20的发光组合来实现；如果三者均发出同样亮度的光进行混合，那么呈现出来的效果就是显示白色，而如果三者均不发光，那么呈现出来的效果则是显示黑色。
对比度是屏幕上同一点最亮时(白色)与最暗时(黑色)的亮度的比值，高的对比度意味着相对较高的亮度和呈现颜色的艳丽程度。换言之，白色显示越白，黑色显示越黑，那么对比度就越高，显示效果也越好。
在本实施例中，LED发光件包括基板10和设置在基板10上的若干LED芯片20，这些LED芯片20共同构成了LED发光件的光源，一般是每相邻三个LED芯片20作为一组RGB芯片组，呈现为一个基本的像素点。而LED发光件上的LED芯片20之间，具有一定的间距，本实施例中，在这些LED芯片20的间距之间，也就是LED芯片20的周围，设置白色挡墙31，而白色挡墙31的高度至少高于LED芯片20发光的最底层，其含义是白色挡墙31可以至少反射LED芯片20所发出的光，这样就可以通过白色挡墙31的反射效果，提升LED芯片20发光的效果，主要是可以提高发光的亮度。
另外，在白色挡墙31上，还设置有黑色层32，由于白色挡墙31的反射效果较强，在LED芯片20正常发光时，黑色层32对LED芯片20的实际出光效果不会有太大影响，仍然白色挡墙31仍然可以起到反射的效果，LED发光件仍然可以在一定程度上提升亮度；而如果LED芯片20不发光，也就是将呈现黑色时，LED芯片20可以正常呈现黑色，由于LED芯片20不发光，白色挡墙31失去了反射的光源，相当于LED芯片20之间的间距被黑色层32的黑色所覆盖，使得LED发光件上，呈现黑色的面积增加了，其实际显示效果就是更深的黑色；从而，本实施例中的方案，相当于同时提升发光的亮度，和黑色的深度，实现了对LED发光件的对比度的提升。
在一些实施例中，白色挡墙31的侧面为平面、斜面或弧面。白色挡墙31的作用在于反射LED芯片20发出的光，提升LED芯片20的发光亮度效果，可以设置不同侧面的白色挡墙31，以满足不同的发光效果的需求。
在一些实施例中，LED芯片20四侧边周围设置的白色挡墙31，形成的反射面为碗状弧面。将LED芯片20周围的白色挡墙31，整体设置为碗状的弧面，可以在最大程度上提升反射的效果，也就是可以在最大程度上，提升显示亮度，从而可以进一步提升对比度，请参考图2。
在一些实施例中，白色挡墙31的高度大于等于LED芯片20的出光面顶部对应的高度。LED芯片20发光的角度是多面的，一般而言LED芯片20的出光面至少可以包括四个侧面和顶面；为了进一步提升发光效果，白色挡墙31的设置方式应当尽可能的覆盖LED芯片20的出光面，当然这个覆盖应当是不影响LED芯片20正面出光；因此，可以将白色挡墙31的高度，设置为大于等于LED芯片20的顶部出光面对应的高度，这样可以对LED芯片20侧面发出的光均进行反射加强，从而可以最大限度的提升整体的发光亮度，并进一步提升对比度。
在一些实施例中，白色挡墙31为在硅胶中添加二氧化钛或氧化硼制成，二氧化钛或氧化硼在白色挡墙31中所占的比例为0.5％～2％。在硅胶中加入二氧化钛或氧化硼，可以提升光的反射率，提高芯片上方的发光强度，进一步提升对比度。
在一些实施例中，黑色层32为打印的黑粉层，黑粉层的厚度在10μm-30μm之间。黑色层32的存在是为了当LED发光件因为要呈现黑色，而使得各LED芯片20不发光时，由于各LED芯片20不发光会显示黑色，但是LED芯片20之间的间隙则不然，因此通过在白色挡墙31上设置黑色层32来提升其黑度。而黑色层32的具体设置方式，可以是通过3D打印的方式设置黑粉层，黑粉层的厚度较薄，仅需要满足在LED芯片20不发光时不至于将黑粉层下方的白色挡墙31的颜色透出即可，也就是让其可以在没有光源的前提下显示足够的黑色。
在一些实施例中，相邻3个LED芯片为一个RGB芯片组，分别为蓝光芯片、红光芯片和绿光芯片，且各LED芯片由封装胶覆盖。本实施例中的LED发光件一般是用于面板显示的，而在面板显示领域，通常需要RGB三基色的LED芯片，可以通过红绿蓝三色LED芯片的发光组合来实现；如果三者均发出同样亮度的光进行混合，那么呈现出来的效果就是显示白色，而如果三者均不发光，那么呈现出来的效果则是显示黑色，然后通过三色芯片的发光与否以及亮度配合，可以实现不同的颜色显示。在本实施例中，三色LED芯片可以直接通过蓝光芯片、红光芯片以及绿光芯片实现，在各芯片的上方，或者还可以是周围，通过封装胶进行覆盖。封装胶的具体材质一般可以是硅胶。
本实施例提供了一种LED发光件，其包括基板10和若干LED芯片20，基板10包括线路层，LED芯片20固定安装于基板10的上表面，并与基板10上的线路层电性连接；各LED芯片20侧边均设置有白色挡墙31，白色挡墙31的高度至少高于LED芯片20发光的最底层；白色挡墙31的顶部设置有黑色层32。从而基于LED芯片20自发光的特性，当LED芯片20正常发光时，通过白色挡墙31的反射效果可以提升发光亮度；而当LED芯片20不发光时，则可以通过黑色层32的黑色效果，进一步提升LED发光件整体的黑色度，从而提升了该LED发光件的对比度。
第二实施例
本实施例提供了一种LED发光件，请继续参考图1-2，该LED发光件包括基板10和若干LED芯片20，基板10包括线路层，LED芯片20固定安装于基板10的上表面，并与基板10上的线路层电性连接；各LED芯片20侧边均设置有白色挡墙31，白色挡墙31的高度至少高于LED芯片20发光的最底层；白色挡墙31的顶部设置有黑色层32。
在mini LED的具体应用中，通过LED芯片20的自发光特性来进行显示，可以通过与LED芯片20所对应的控制芯片，来控制LED芯片20的发光亮度，而RGB三基色的LED芯片20，可以通过红绿蓝三色LED芯片20的发光组合来实现；如果三者均发出同样亮度的光进行混合，那么呈现出来的效果就是显示白色，而如果三者均不发光，那么呈现出来的效果则是显示黑色。
对比度是屏幕上同一点最亮时(白色)与最暗时(黑色)的亮度的比值，高的对比度意味着相对较高的亮度和呈现颜色的艳丽程度。换言之，白色显示越白，黑色显示越黑，那么对比度就越高，显示效果也越好。
在本实施例中，LED发光件包括基板10和设置在基板10上的若干LED芯片20，这些LED芯片20共同构成了LED发光件的光源，一般是每相邻三个LED芯片20作为一组RGB芯片组，呈现为一个基本的像素点。而LED发光件上的LED芯片20之间，具有一定的间距，本实施例中，在这些LED芯片20的间距之间，也就是LED芯片20的周围，设置白色挡墙31，而白色挡墙31的高度至少高于LED芯片20发光的最底层，其含义是白色挡墙31可以至少反射LED芯片20所发出的光，这样就可以通过白色挡墙31的反射效果，提升LED芯片20发光的效果，主要是可以提高发光的亮度。
另外，在白色挡墙31上，还设置有黑色层32，由于白色挡墙31的反射效果较强，在LED芯片20正常发光时，黑色层32对LED芯片20的实际出光效果不会有太大影响，仍然白色挡墙31仍然可以起到反射的效果，LED发光件仍然可以在一定程度上提升亮度；而如果LED芯片20不发光，也就是将呈现黑色时，LED芯片20可以正常呈现黑色，由于LED芯片20不发光，白色挡墙31失去了反射的光源，相当于LED芯片20之间的间距被黑色层32的黑色所覆盖，使得LED发光件上，呈现黑色的面积增加了，其实际显示效果就是更深的黑色；从而，本实施例中的方案，相当于同时提升发光的亮度，和黑色的深度，实现了对LED发光件的对比度的提升。
在一些实施例中，各LED芯片20为蓝光芯片，相邻的3个LED芯片20为一个RGB芯片组，且各RGB芯片组内，其中一个LED芯片20的发光面上覆盖红色荧光粉41，其中一个LED芯片20的发光面上覆盖绿色荧光粉42；各组RGB芯片组内，覆盖红色荧光粉41和绿色荧光粉42的LED芯片20位置对应。请参考图3，为了实现RGB三基色LED发光件的分布，本实施例中通过上述方案实现RGB三色LED芯片20，也就是LED芯片20本身是蓝光LED芯片20，相邻的三个LED芯片20作为一个RGB芯片组，其中蓝色由原色LED芯片20实现，红色由LED芯片20上放覆盖红色荧光粉41来实现，绿色由LED芯片20上覆盖绿色荧光粉42来实现，从而实现了RGB芯片组。该RGB芯片组中，光源本质上都是蓝光LED芯片20，只是通过覆盖于蓝光LED芯片20上的荧光粉层的颜色不同，从而产生不同的出光显示效果，实现RGB三基色的发光效果。
由于本实施例中LED发光件上设置有大量的RGB芯片组，而为了显示效果的一致性，各组RGB芯片组内的红绿蓝三色出光的LED芯片20分布方式应当互相对应；也就是说，若将横向相邻的三个LED芯片20作为一组RGB芯片组，那么每一组芯片组内的红绿蓝三色LED芯片20的位置应当是一致的，如可以采用红-绿-蓝的LED芯片20排序方式，或者是红-蓝-绿、蓝-红-绿、蓝-绿-红、绿-红-蓝、绿-蓝-红；值得一提的是，由于LED发光件中的LED芯片20是均匀排布的，因此RGB芯片组的划分也可以是任意的，对于同一个LED发光件而言，可以指定任意三个相邻的三色LED芯片20作为RGB芯片组，RGB排序也可以是任意可行的方式。
在一些实施例中，红色荧光粉41和绿色荧光粉42，各自采用量子点荧光粉或有机荧光粉中的至少一种。其中，红色荧光粉41可以采用QD量子点荧光粉，绿色荧光粉42采用OLED有机荧光粉，可以降低光衰，提升色域，使显示屏的颜色更加丰富多彩。在1000H常温老化实验中，光衰＜1％。采用本实施例的方案，色域提升至110～120％NTSC(NationalTelevision Standards Committee，(美国)国家电视标准委员会)色域，可以呈现出更加丰富、更加艳丽的色彩。让用户体验到更加生动细腻的画面，显示效果非常震撼。
荧光粉可以采用3D打印的方式设置，3D精密打印可以精准的控制每一颗芯片上荧光粉的大小、厚度、形状，调整方便快捷，并且可以完美避开常规工艺中荧光粉颗粒随时间的变化而沉淀的问题，提升三原色光的纯净度，整体出光均匀，一致性好，不存在混光杂色问题。
在设置了荧光粉之后，还可以在表面封装一层透明保护胶，其厚度可以是10～100μm之间。该透明保护胶具体材质可以选用硅胶。
本实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述各实施例中的LED发光件。其中，显示装置可用于一些显示设备的背光模组或显示屏，比如可以应用于手机、平板电脑、笔记本、智能手表、智能手环中作为其背光模组，或者是作为其显示屏。
第三实施例
本实施例提供了一种LED发光件制作方法，请参考图，该方法包括：
S401、提供待制作的基板10；
S402、在基板10上，对LED芯片20进行固晶；
S403、在LED芯片20周围，设置白色挡墙31；
S404、在白色挡墙31的上方，设置黑色层32。
在mini LED的具体应用中，通过LED芯片20的自发光特性来进行显示，可以通过与LED芯片20所对应的控制芯片，来控制LED芯片20的发光亮度，而RGB三基色的LED芯片20，可以通过红绿蓝三色LED芯片20的发光组合来实现；如果三者均发出同样亮度的光进行混合，那么呈现出来的效果就是显示白色，而如果三者均不发光，那么呈现出来的效果则是显示黑色。
对比度是屏幕上同一点最亮时(白色)与最暗时(黑色)的亮度的比值，高的对比度意味着相对较高的亮度和呈现颜色的艳丽程度。换言之，白色显示越白，黑色显示越黑，那么对比度就越高，显示效果也越好。
在本实施例中，LED发光件包括基板10和设置在基板10上的若干LED芯片20，这些LED芯片20共同构成了LED发光件的光源，一般是每相邻三个LED芯片20作为一组RGB芯片组，呈现为一个基本的像素点。而LED发光件上的LED芯片20之间，具有一定的间距，S403中，在这些LED芯片20的间距之间，也就是LED芯片20的周围，设置白色挡墙31，而白色挡墙31的高度至少高于LED芯片20发光的最底层，其含义是白色挡墙31可以至少反射LED芯片20所发出的光，这样就可以通过白色挡墙31的反射效果，提升LED芯片20发光的效果，主要是可以提高发光的亮度。
S404中，在白色挡墙31上，还设置有黑色层32，由于白色挡墙31的反射效果较强，在LED芯片20正常发光时，黑色层32对LED芯片20的实际出光效果不会有太大影响，仍然白色挡墙31仍然可以起到反射的效果，LED发光件仍然可以在一定程度上提升亮度；而如果LED芯片20不发光，也就是将呈现黑色时，LED芯片20可以正常呈现黑色，由于LED芯片20不发光，白色挡墙31失去了反射的光源，相当于LED芯片20之间的间距被黑色层32的黑色所覆盖，使得LED发光件上，呈现黑色的面积增加了，其实际显示效果就是更深的黑色；从而，本实施例中的方案，相当于同时提升发光的亮度，和黑色的深度，实现了对LED发光件的对比度的提升。
可选的，在在LED芯片20周围，设置白色挡墙31之后，还可以包括：
以相邻三个LED芯片20为一个RGB芯片组，在各RGB芯片组内，其中一个LED芯片20的发光面上覆盖红色荧光粉41，其中一个LED芯片20的发光面上覆盖绿色荧光粉42。为了实现RGB三基色LED发光件的分布，本实施例中通过上述方案实现RGB三色LED芯片20，也就是LED芯片20本身是蓝光LED芯片20，相邻的三个LED芯片20作为一个RGB芯片组，其中蓝色由原色LED芯片20实现，红色由LED芯片20上放覆盖红色荧光粉41来实现，绿色由LED芯片20上覆盖绿色荧光粉42来实现，从而实现了RGB芯片组。该RGB芯片组中，光源本质上都是蓝光LED芯片20，只是通过覆盖于蓝光LED芯片20上的荧光粉层的颜色不同，从而产生不同的出光显示效果，实现RGB三基色的发光效果。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (12)
1.一种LED发光件，其特征在于，包括基板和若干LED芯片，所述基板包括线路层，所述LED芯片固定安装于所述基板的上表面，并与所述基板上的线路层电性连接；各所述LED芯片侧边均设置有白色挡墙，所述白色挡墙的高度至少高于所述LED芯片发光的最底层；所述白色挡墙的顶部设置有黑色层。
2.如权利要求1所述的LED发光件，其特征在于，所述白色挡墙的侧面为平面、斜面或弧面。
3.如权利要求2所述的LED发光件，其特征在于，所述LED芯片四侧边周围设置的所述白色挡墙，形成的反射面为碗状弧面。
4.如权利要求1所述的LED发光件，其特征在于，所述白色挡墙的高度大于等于所述LED芯片的出光面顶部对应的高度。
5.如权利要求1所述的LED发光件，其特征在于，所述白色挡墙为在硅胶中添加二氧化钛或氧化硼制成，所述二氧化钛或氧化硼在所述白色挡墙中所占的比例为0.5％～2％。
6.如权利要求1-5任一项所述的LED发光件，其特征在于，所述黑色层为打印的黑粉层，所述黑粉层的厚度在10μm-30μm之间。
7.如权利要求1-5任一项所述的LED发光件，其特征在于，相邻3个LED芯片为一个RGB芯片组，分别为蓝光芯片、红光芯片和绿光芯片，且各LED芯片由封装胶覆盖。
8.如权利要求1-5任一项所述的LED发光件，其特征在于，各所述LED芯片均为蓝光芯片，相邻的3个LED芯片为一个RGB芯片组，且各RGB芯片组内，其中一个LED芯片的发光面上覆盖红色荧光粉，其中一个LED芯片的发光面上覆盖绿色荧光粉；各组RGB芯片组内，覆盖红色荧光粉和绿色荧光粉的LED芯片位置对应。
9.如权利要求7所述的LED发光件，其特征在于，所述红色荧光粉和绿色荧光粉，各自采用量子点荧光粉或有机荧光粉中的至少一种。
10.一种LED发光件制作方法，其特征在于，包括：
提供待制作的基板；
在所述基板上，对LED芯片进行固晶；
在LED芯片周围，设置白色挡墙；
在所述白色挡墙的上方，设置黑色层。
11.如权利要求9所述的LED发光件制作方法，其特征在于，在所述在LED芯片周围，设置白色挡墙之后，还包括：
以相邻三个LED芯片为一个RGB芯片组，在各RGB芯片组内，其中一个LED芯片的发光面上覆盖红色荧光粉，其中一个LED芯片的发光面上覆盖绿色荧光粉。
12.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1-9中任一项的LED发光件。
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