CN114077141A - 一种次毫米发光二极管投影显示结构及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种次毫米发光二极管投影显示结构及显示设备，其中，所述投影显示结构包括：基板结构；发光管结构，设置于所述基板结构；其中，所述发光管结构包括至少包括两个次毫米发光二极管，所述次毫米发光二极管之间通过串联与并联组合方式连接。在本发明中，通过多个次毫米发光二极管之间串并组合连接方式，增大对比度降低能耗，实现分区精细控光，使得整体可视角、对比度、色彩还原度、灰阶明暗控制更佳丰富，达到提升显示亮度，增大使用场景范围的效果。

Description

一种次毫米发光二极管投影显示结构及显示设备

技术领域

本发明涉及投影显示领域，尤其涉及一种次毫米发光二极管投影显示结构及显示设备。

背景技术

传统LCD或DLP投影显示设备分为前端子系统以及投影子系统两大部分。前端子系统主要由SoC、音响、wifi、蓝牙、温度传感器等元器件组成。投影子系统则是投影里最为精密和复杂的部分，也就是LCD及DLP等光源系统，如图1所示，LCD及DLP本身并不具备发光功能，只有通过背光源发光(投影的照明部分，即LED组件90)将光传输给LCD或DLP等显示器件才能产生图像，最终经镜头将图像调整相应焦距，投射到合适的位置产生观看影像。

对LCD或DLP的照明系统有很多光源，包括高压汞灯、LED光源、激光光源，如图2所示，LED光源由N颗LED组成，通过串联和并联组成电路，同时启动给LCD或DLP照明。

如图1所示，传统的LCD或是DLP两种投影光机，LCD或是DLP本身不能发光，必须借助背光源即照明系统发光，照明系统的光源有：高压汞灯、LED光源、激光光源等。现有的采用高压汞灯，灯泡寿命较短，更换频次较高，耗材成本较高，且发热量较高，二次启动时需要间隔15分钟，同时色彩不够鲜艳，汞对环境不友好，限制了大批量使用；采用LED光源，由于LED本身功率不高，因此亮度对于投影光机显得不足，一般只能晚上的条件下使用，限制了使用场景；采用激光光源，成本会有非常大的增加，同时激光光源的光线对人眼的伤害非常大，需要做好防护措施。并且，以上的光源多采用常亮式，光源在经过LCD或DLP过滤后仍有无用的杂散光，导致对比度无法做大，从而导致整体观看效果严重下降。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种次毫米发光二极管投影显示结构及显示设备，旨在解决现有的投影设备中光学系统存在杂散光、限制性较大且无法分区控光导致成像效果较差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种次毫米发光二极管投影显示结构，其中，包括：

基板结构；

发光管结构，设置于所述基板结构；

其中，所述发光管结构包括至少包括两个次毫米发光二极管，所述次毫米发光二极管之间通过串联与并联组合方式连接。

所述次毫米发光二极管投影显示结构，其中，所述发光管结构包括薄膜结构和第一次毫米发光二极管组件，所述第一次毫米发光二极管组件的一侧与所述基板结构固定连接，所述薄膜结构位于所述第一次毫米发光二极管组件的另一侧。

所述次毫米发光二极管投影显示结构，其中，所述第一次毫米发光二极管组件包括多个第一蓝光次毫米发光二极管，多个所述第一蓝光次毫米发光二极管之间串联与并联组合连接；所述薄膜结构薄膜结构的一面朝向所述第一蓝光次毫米发光二极管，所述薄膜结构的另一面上设置有光学膜材结构。

所述次毫米发光二极管投影显示结构，其中，所述发光管结构包括与所述基板结构连接的第二次毫米发光二极管组件、第三次毫米发光二极管组件和第四次毫米发光二极管组件，所述第二次毫米发光二极管组件、第三次毫米发光二极管组件和第四次毫米发光二极管组件之间并联设置。

所述次毫米发光二极管投影显示结构，其中，所述第二次毫米发光二极管组件包括多个第二蓝光次毫米发光二极管，多个所述第二蓝光次毫米发光二极管之间串联与并联组合连接；所述第三次毫米发光二极管组件包括多个红光次毫米发光二极管，多个所述红光次毫米发光二极管之间串联与并联组合连接；所述第四次毫米发光二极管组件包括多个绿光次毫米发光二极管，多个所述绿光次毫米发光二极管之间串联与并联组合连接；所述第二次毫米发光二极管组件、第三次毫米发光二极管组件和第四次毫米发光二极管组件上固定连接有胶层结构。

所述次毫米发光二极管投影显示结构，其中，所述发光管结构还包括与所述次毫米发光二极管连接的控光结构，所述控光结构的数量至少为两个，所述控光结构的数量与所述次毫米发光二极管的数量相同。

所述次毫米发光二极管投影显示结构，其中，还包括驱动结构，所述驱动结构与所述基板结构连接，所述基板结构设置为玻璃基板或铝基板。

所述次毫米发光二极管投影显示结构，其中，所述基板结构包括第一基板，所述次毫米发光二极管与所述驱动结构设置在所述第一基板上。

所述次毫米发光二极管投影显示结构，其中，所述基板结构包括第二基板和第三基板，所述次毫米发光二极管设置在所述第二基板上，所述驱动结构设置在所述第三基板上。

一种显示设备，其中，包括上述任一项所述的次毫米发光二极管投影显示结构，所述显示设备包括壳体，所述壳体上设置有前端结构、显示组件和成像组件。

有益效果：本发明提供了一种次毫米发光二极管投影显示结构及显示设备，其中，所述投影显示结构包括：基板结构；发光管结构，设置于所述基板结构；其中，所述发光管结构包括至少包括两个次毫米发光二极管，所述次毫米发光二极管之间通过串联与并联组合方式连接。在本发明中，通过多个次毫米发光二极管之间串并组合连接方式，增大对比度降低能耗，实现分区精细控光，使得整体可视角、对比度、色彩还原度、灰阶明暗控制更佳丰富，达到提升显示亮度，增大使用场景范围的效果。

附图说明

图1为现有LCD光机光路原理及平面结构图。

图2为现有的LED线路原理示意图。

图3为本发明的显示设备的光路原理及平面结构图。

图4为本发明的Mini Led线路原理示意图。

图5为本发明的Mini Led光源布局示意图。

图6为本发明的Mini Led背光架构示意图。

图7为本发明的第二实施例中Mini Led直显架构示意图。

图8为本发明的基板结构为COG形式的平面示意图。

图9为本发明的第二实施例中基板结构为COB或POB形式的平面示意图。

图10为本发明的PM驱动模式示意图。

图11为本发明的第二实施例中AM驱动模式示意图。

具体实施方式

本发明提供一种次毫米发光二极管投影显示结构及显示设备，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。

还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

现有的LCD或是DLP两种投影光机，LCD或是DLP本身不能发光，必须借助背光源即照明系统发光，照明系统的光源有：高压汞灯、LED光源、激光光源等。现有的采用高压汞灯，灯泡寿命较短，更换频次较高，耗材成本较高，且发热量较高，二次启动时需要间隔15分钟，同时色彩不够鲜艳，汞对环境不友好，限制了大批量使用；采用LED光源，由于LED本身功率不高，因此亮度对于投影光机显得不足，一般只能晚上的条件下使用，限制了使用场景；采用激光光源，成本会有非常大的增加，同时激光光源的光线对人眼的伤害非常大，需要做好防护措施。并且，以上的光源多采用常亮式，光源在经过LCD或DLP过滤后仍有无用的杂散光，导致对比度无法做大，从而导致整体观看效果较差。

为了解决上述问题，本发明提供了一种次毫米发光二极管投影显示结构80，如图3、图5至图7所示，包括：基板结构100；发光管结构200，设置于所述基板结构100；其中，所述发光管结构200包括至少包括两个次毫米发光二极管，所述次毫米发光二极管之间通过串联与并联组合方式连接。

具体地，所述基板结构100设置为玻璃基板101(即采用COG形式)，所述发光管结构200包括多个蓝光Mini Led(即次毫米发光二极管)，玻璃基板101上安装有25个所述蓝光Mini Led，每五个蓝光Mini Led间串联形成一列，五列蓝光Mini Led间并联组成发光管结构200，蓝光Mini Led远离玻璃基板101的一侧设有QD膜(QD膜与蓝光Mini Led未连接，即背光设置)，QD膜上固定连接有光学膜材，所述玻璃基板101上还设置有驱动IC，线路形式采用PM驱动模式。

需要说明的是，所述次毫米发光二极管为Mini Led。

在本发明的较佳实施例中，正因为采用了上述的技术方案，通过多个次毫米发光二极管之间串并组合连接方式，增大对比度降低能耗，实现分区精细控光，使得整体可视角、对比度、色彩还原度、灰阶明暗控制更佳丰富，达到提升显示亮度，增大使用场景范围的效果。

在本实施例中，如图4至图6所示，所述发光管结构200包括薄膜结构311和第一次毫米发光二极管组件210，所述第一次毫米发光二极管组件210的一侧与所述基板结构100固定连接，所述薄膜结构311位于所述第一次毫米发光二极管组件210的另一侧。

需要说明的是，采用上述背光方式，Mini Led替代传统灯条背光源，作为背光提供亮度输出，通过使用更多数量的Mini Led实现更优的对比度和分区数。

具体地，所述第一次毫米发光二极管组件210包括多个第一蓝光次毫米发光二极管，多个所述第一蓝光次毫米发光二极管之间串联与并联组合连接；所述薄膜结构薄膜结构311的一面朝向所述第一蓝光次毫米发光二极管210，所述薄膜结构311的另一面上设置有光学膜材结构312。

进一步，如图6所示，所述第一蓝光次毫米发光二极管210为蓝光MiniLed，所述薄膜结构311为QD膜，所述光学膜材结构312为光学膜材，从而通过背光方式(即蓝光Mini Led与QD膜的配合)进行区域控光，提高显示对比度和色彩饱和度。

在另一个较佳实施例中，如图4、图5或图7所示，所述发光管结构200包括与所述基板结构100连接的第二次毫米发光二极管组件221、第三次毫米发光二极管组件222和第四次毫米发光二极管组件223，所述第二次毫米发光二极管组件221、第三次毫米发光二极管组件222和第四次毫米发光二极管组件224之间并联设置。

需要说明的是，采用上述直显方式，Mini Led晶体直接作为显示的像素点使用，提供成像的基本单位，直接用于显示的产品。

具体地，所述第二次毫米发光二极管组件221包括多个第二蓝光次毫米发光二极管，多个所述第二蓝光次毫米发光二极管之间串联与并联组合连接；所述第三次毫米发光二极管组件222包括多个红光次毫米发光二极管，多个所述红光次毫米发光二极管之间串联与并联组合连接；所述第四次毫米发光二极管组件223包括多个绿光次毫米发光二极管，多个所述绿光次毫米发光二极管之间串联与并联组合连接；所述第二次毫米发光二极管组件、第三次毫米发光二极管组件和第四次毫米发光二极管组件上固定连接有胶层结构。

进一步，如图7所示，所述第二蓝光次毫米发光二极管为蓝光Mini Led，所述红光次毫米发光二极管为红光Mini Led，所述绿光次毫米发光二极管为绿光Mini Led，所述胶层结构设置为黑胶。。

需要说明的是，如图4或图5所示，Mini Led通过串联并联组合方式集成在基板结构100表面，部分蓝光Mini Led串联连接，部分红光Mini Led串联连接，部分绿光Mini Led串联连接，串联后的电路进行并联，从而通过直显方式(即红光Mini Led、绿光Mini Led和蓝光Mini Led集成在一起作为一个像素点)，实现色域更广、寿命和可靠性更高的目的。

在本实施例中，所述发光管结构还包括与所述次毫米发光二极管连接的控光结构，所述控光结构的数量至少为两个，所述控光结构的数量与所述次毫米发光二极管的数量相同。

具体地，如图4所示，所述控光结构为控光单元，控光单元与Mini Led的数量均为25个。

需要说明的是，Mini Led光源电路可分为S个单独的LED分区控制回路，即有S个控光单元，Mini Led的数量为P，S的范围为2至P；通过Mini Led可单独亮起或关闭的方式，从而可以实现分区精细控光，使得整体可视角、对比度、色彩还原度、灰阶明暗控制更佳丰富，同时也能避免传统LED亮度不足的劣势，极大的提高投影设备亮度需求以满足不同的应用环境。

在本实施例中，所述投影显示结构还包括驱动结构(图中未标出)，所述驱动结构与所述基板结构100连接，所述基板结构100设置为玻璃基板或铝基板。

具体地，如图8所示，所述基板结构100设置为玻璃基板101，发光管结构与玻璃基板101为COG形式，LED chip裸芯片装配在玻璃基板上(即Chip on Glass)。

另一种实施方式中，如图9所示，所述基板结构100设置为铝基板102(或FR4基板)，发光管结构与铝基板102为COB形式，LED chip裸芯片装配在铝基板(或FR4)上(即Chip onboard)。

另一种实施方式中，如图9所示，所述基板结构100设置为铝基板102(或FR4基板)，发光管结构与铝基板102为POB形式，带封装形式的LED装配在铝基板(或FR4)上(即PKG onboard)。

在本实施例中，所述基板结构100包括第一基板，所述次毫米发光二极管与所述驱动结构设置在所述第一基板上。

具体地，所述驱动结构为驱动IC，驱动IC与Mini Led设置在第一基板上，即驱动IC与基板结构采用灯驱合一的设置方式。

在另一种实施方式中，所述基板结构包括第二基板和第三基板，所述次毫米发光二极管设置在所述第二基板上，所述驱动结构设置在所述第三基板上。

具体地，所述驱动结构为驱动IC，Mini Led设置在第二基板上，驱动IC设置在第三基板上，即驱动IC与基板结构采用灯驱分离的设置方式。

在本实施例中，如图10所示，线路形式采用PM驱动模式，即阵列中有行扫面线M和列扫描线N，把阵列中的每一列LED像素的阳极连接到列扫描线，同时把每一行的LED像素的阴极连接到行扫描线，当某一特定的第Y列和第X行的LED像素被选通的时候，其交叉点(XY)的LED像素即会被点亮。

在另外的实施例中，如图11所示，线路形式采用AM驱动模式，即每个Mini Led像素有其对应的独立驱动电路，驱动电流由驱动晶体管提供。

需要说明的是，由于采的用Mini Led尺寸小，从而可在单位面积内集成的光源数量更多，拥有更大的视角及刷新率、更高的对比度及亮度，同时LED功耗低，产生的热量少，大幅提高使用寿命，进一步提升显示性能。

本发明还提供了一种显示设备，如图3所示，包括上述任一项所述的次毫米发光二极管投影显示结构80，所述显示设备包括壳体，所述壳体上设置有前端结构、显示组件和成像组件。

具体地，所述前端结构为前端子系统，包括的元器件有SoC、音响、wifi、蓝牙、温度传感器；显示组件包括设置在所述壳体上的第一菲涅尔透镜601，第二菲涅尔透镜603，反射杯602；成像组件包括设置于壳体上的镜头608。

需要说明的是，反射杯602用于将Mini Led发出的光线收集在一起，将光线照射到LCD屏上.

如图3所述，Mini Led投影光路原理：由Mini LED光学系统(即投影显示结构80)发出带有多分区控制的光源，经过菲涅尔透镜603，照射LCD或DLP成像，再经成像部分的镜头608投射成像。

综上所述，本发明提供了一种次毫米发光二极管投影显示结构及显示设备，其中，所述投影显示结构包括：基板结构；发光管结构，设置于所述基板结构；其中，所述发光管结构包括至少包括两个次毫米发光二极管，所述次毫米发光二极管之间通过串联与并联组合方式连接。在本发明中，通过多个次毫米发光二极管之间串并组合连接方式，增大对比度降低能耗，实现分区精细控光，使得整体可视角、对比度、色彩还原度、灰阶明暗控制更佳丰富，达到提升显示亮度，增大使用场景范围的效果。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种次毫米发光二极管投影显示结构，其特征在于，包括：

基板结构；

发光管结构，设置于所述基板结构；

其中，所述发光管结构包括至少包括两个次毫米发光二极管，所述次毫米发光二极管之间通过串联与并联组合方式连接。

2.根据权利要求1所述的次毫米发光二极管投影显示结构，其特征在于，所述发光管结构包括薄膜结构和第一次毫米发光二极管组件，所述第一次毫米发光二极管组件的一侧与所述基板结构固定连接，所述薄膜结构位于所述第一次毫米发光二极管组件的另一侧。

3.根据权利要求2所述的次毫米发光二极管投影显示结构，其特征在于，所述第一次毫米发光二极管组件包括多个第一蓝光次毫米发光二极管，多个所述第一蓝光次毫米发光二极管之间串联与并联组合连接；所述薄膜结构薄膜结构的一面朝向所述第一蓝光次毫米发光二极管，所述薄膜结构的另一面上设置有光学膜材结构。

4.根据权利要求1所述的次毫米发光二极管投影显示结构，其特征在于，所述发光管结构包括与所述基板结构连接的第二次毫米发光二极管组件、第三次毫米发光二极管组件和第四次毫米发光二极管组件，所述第二次毫米发光二极管组件、第三次毫米发光二极管组件和第四次毫米发光二极管组件之间并联设置。

5.根据权利要求4所述的次毫米发光二极管投影显示结构，其特征在于，所述第二次毫米发光二极管组件包括多个第二蓝光次毫米发光二极管，多个所述第二蓝光次毫米发光二极管之间串联与并联组合连接；所述第三次毫米发光二极管组件包括多个红光次毫米发光二极管，多个所述红光次毫米发光二极管之间串联与并联组合连接；所述第四次毫米发光二极管组件包括多个绿光次毫米发光二极管，多个所述绿光次毫米发光二极管之间串联与并联组合连接；所述第二次毫米发光二极管组件、第三次毫米发光二极管组件和第四次毫米发光二极管组件上固定连接有胶层结构。

6.根据权利要求1所述的次毫米发光二极管投影显示结构，其特征在于，所述发光管结构还包括与所述次毫米发光二极管连接的控光结构，所述控光结构的数量至少为两个，所述控光结构的数量与所述次毫米发光二极管的数量相同。

7.根据权利要求1所述的次毫米发光二极管投影显示结构，其特征在于，还包括驱动结构，所述驱动结构与所述基板结构连接，所述基板结构设置为玻璃基板或铝基板。

8.根据权利要求7所述的次毫米发光二极管投影显示结构，其特征在于，所述基板结构包括第一基板，所述次毫米发光二极管与所述驱动结构设置在所述第一基板上。

9.根据权利要求7所述的次毫米发光二极管投影显示结构，其特征在于，所述基板结构包括第二基板和第三基板，所述次毫米发光二极管设置在所述第二基板上，所述驱动结构设置在所述第三基板上。

10.一种显示设备，其特征在于，包括上述权利要求1至9任一项所述的次毫米发光二极管投影显示结构，所述显示设备包括壳体，所述壳体上设置有前端结构、显示组件和成像组件。

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