CN114721163B - 3d-led显示发光单元及利用该单元构建的显示模组及封装方法 - Google Patents
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Abstract
3D‑LED显示发光单元及利用该单元构建的显示模组及封装方法，属于3D显示技术领域，本发明为解决现有LED模组维修不便的问题。本发明方案：基底与侧部设置的框架及顶部设置的LED双透镜构成单元框架式腔体，在腔体内部设置有核心单元；核心单元包括两个电极、LED发光芯片组、半导体制冷器、支撑立柱、方环、荧光转换层、线偏振板和聚合物波片；所述基底上通过焊接片焊接有半导体制冷器，半导体制冷器上设置有LED发光芯片组并电连接，LED发光芯片组正对的上方形成荧光转换层；方环填充于荧光转换层与框架之间的空隙，并与荧光转换层同一平面，方环由多个支撑立柱共同支撑；线偏振板通过粘结层设置于方环和荧光转换层上表面；线偏振板上表面设置有聚合物波片。
Description
技术领域
本发明涉及3D-LED模组采用独立发光单元构建技术，属于3D显示技术领域。
背景技术
3D电影99％采用投影偏光3D技术，偏光3D技术因其色彩还原度高，3D显示品质佳，维护成本低，通用性强的独特优势被广泛关注，逐渐成为市场发展的主流之一。
现有偏振式LED立体显示屏一般先将LED模组封平再与偏振膜进行对位贴合，工艺至少包括封平工艺、贴合工艺及对位工艺环节。与此同时，贴合后的胶层厚度对光学容易产生光浸润、光串扰问题，影响显示效果；此外，模组经封平后如果出现灯珠坏死现象时无法对坏死灯珠进行维修，只能更换整个模组，售后维护成本极高。
发明内容
针对现有LED模组维修不便的问题，本发明提供一种3D-LED显示发光单元及利用该单元构建的显示模组及封装方法。
本发明所述一种3D-LED显示发光单元，包括基底200、LED双透镜300、框架400和核心单元100，基底200与侧部设置的框架400及顶部设置的LED双透镜300构成单元框架式腔体，在腔体内部设置有核心单元100；
所述核心单元100包括第一电极101、第二电极104、LED发光芯片组105、半导体制冷器102、支撑立柱107、方环108、荧光转换层109、线偏振板111和聚合物波片112；所述基底200上通过焊接片103焊接有半导体制冷器102，半导体制冷器102上设置有LED发光芯片组105并电连接，LED发光芯片组105正对的上方形成荧光转换层109；
第一电极101、第二电极104分别穿过基底200及焊接片103，第一电极101、第二电极104的外部端子用于与外部电源连接，第一电极101内部端子通过绑定金线106与半导体制冷器102的电极相连，第二电极104内部端子通过绑定另一根金线106与LED发光芯片组105的电极相连；
方环108填充于荧光转换层109与框架400之间的空隙，并与荧光转换层109同一平面，方环108由多个支撑立柱107共同支撑；
线偏振板111通过粘结层110设置于方环108和荧光转换层109上表面；
线偏振板111上表面设置有聚合物波片112。
优选地，所述聚合物波片112的光轴与线偏振板111成45°或-45°夹角。
优选地，聚合物波片112由第一石英波片112-2、聚合物垫层112-1及第二石英波片112-3由下至上依次复合而成。
优选地，所述基底200采用陶瓷或PCT材质。
优选地，所述LED双透镜300为反射式透镜或折射式透镜。
优选地，所述LED双透镜300采用硅胶透镜、PMMA透镜、PC透镜或玻璃透镜。
本发明提供第二个技术方案：一种3D-LED显示模组，所述显示模组是利用所述的3D-LED显示发光单元构建的，具有圆偏振的3D-LED发光单元按阵列方式贴装于PCB板上，形成3D-LED显示模组。
优选地，阵列方式为隔行排布、隔列排布或奇偶阵列排布。
本发明提供第三个技术方案：一种3D-LED显示发光单元的封装方法，所述方法是针对所述的3D-LED显示发光单元的封装方法，该方法包括以下步骤：
S1、在基底200上形成对称分布的框架400并进行烘烤；
S2、在基底200上按预先设计电路布局形成上下电导通孔，同时，半导体制冷器102通过焊接片103与基底200焊接；
S3、LED发光芯片组105通过高温与半导体制冷器102键合，并绑定金线106与基底200上的两个电极相连接；
S4、LED发光芯片组105上表面进行荧光粉涂覆并进行烘烤形成荧光转换层109，同时，在焊接片103上焊接多个支撑立柱107，多个支撑立柱107共同支撑方环108，使方环108填满荧光转换层109与框架400之间的水平空隙，并且保证方环108与荧光转换层109处于同一平面；
S5、在方环108和荧光转换层109上表面粘结线偏振板111；
S6、在线偏振板111上形成聚合物波片112；
S7、通过在顶部设置LED双透镜300使其与框架400及基底200组成一个单元框架式腔体，并在单元框架式腔体内封装核心单元100，形成具有圆偏振的3D-LED显示发光单元。
本发明的有益效果：(1)避免了LED模组胶水封平及3D-LED膜贴合引起的像素间的光浸润、光串扰问题；(2)避免了LED模组胶水封平后出现死灯现象且只能更换模组而无法通过返修灯珠来解决售后维护成本极高的问题；(3)直接减少了LED模组封平、对位、贴合等一序列后工序流程；(4)采用半导体制冷结构能解决灯珠散热问题，有效保证3D膜的长期使用的可靠性；(5)嵌入式的3D膜能避免外界因素造成材料功能层的破坏；(6)偏振层能有效提高3D显示的对比度，增强3D显示的画质感；(7)完全不影响2D显示；(8)可用于3D显示阵列设置为隔行排布、隔列排布、奇偶阵列排布，兼容3D输出显示方式的多元化。
附图说明
图1是本发明所述一种3D-LED显示发光单元的结构示意图；
图2是利用所述3D-LED显示发光单元构建的显示模组，隔行排列方式；
图3是利用所述3D-LED显示发光单元构建的显示模组，隔列排列方式；
图4是利用所述3D-LED显示发光单元构建的显示模组，奇偶阵列排列方式。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种3D-LED显示发光单元，包括基底200、LED双透镜300、框架400和核心单元100，基底200与侧部设置的框架400及顶部设置的LED双透镜300构成单元框架式腔体，在腔体内部设置有核心单元100；
所述核心单元100包括第一电极101、第二电极104、LED发光芯片组105、半导体制冷器102、支撑立柱107、方环108、荧光转换层109、线偏振板111和聚合物波片112；所述基底200上通过焊接片103焊接有半导体制冷器102，半导体制冷器102上设置有LED发光芯片组105并电连接，LED发光芯片组105正对的上方形成荧光转换层109；
第一电极101、第二电极104分别穿过基底200及焊接片103，第一电极101、第二电极104的外部端子用于与外部电源连接，第一电极101内部端子通过绑定金线106与半导体制冷器102的电极相连，第二电极104内部端子通过绑定另一根金线106与LED发光芯片组105的电极相连；
方环108填充于荧光转换层109与框架400之间的空隙，并与荧光转换层109同一平面，方环108由多个支撑立柱107共同支撑；
线偏振板111通过粘结层110设置于方环108和荧光转换层109上表面；
线偏振板111上表面设置有聚合物波片112。
进一步，所述聚合物波片112的光轴与线偏振板111成45°或-45°夹角。
进一步，聚合物波片112由第一石英波片112-1、聚合物垫层112-2及第二石英波片112-3由下至上依次复合而成。
进一步，所述基底200采用陶瓷或PCT材质。
进一步，所述LED双透镜300为反射式透镜或折射式透镜。
具体实施方式二：下面结合图2至4说明本实施方式，本实施方式所述一种3D-LED显示模组，所述显示模组是利用实施方式一所述的3D-LED显示发光单元构建的，具有圆偏振的3D-LED发光单元按阵列方式贴装于PCB板上，形成3D-LED显示模组。
由聚合物波片112光轴方向与线偏振板111形成呈45°夹角，形成一种旋光方向的模组；
由聚合物波片112光轴方向与线偏振板111形成呈-45°夹角，形相反旋光方向的模组；
所述两种旋光方向的3D-LED模组不同方向组合排列，可以实现3D输出方式的行阵列式、列阵列式及点阵阵列式。如图2至4所示，阵列方式分别为隔行排布、隔列排布、奇偶阵列排布。
具体实施方式三：本实施方式所述一种3D-LED显示发光单元的封装方法，所述方法是针对实施方式一所述的3D-LED显示发光单元的封装方法，该方法包括以下步骤：
S1、在基底200上形成对称分布的框架400并进行烘烤；
S2、在基底200上按预先设计电路布局形成上下电导通孔，同时，半导体制冷器102通过焊接片103与基底200焊接；
S3、LED发光芯片组105通过高温与半导体制冷器102键合，并绑定金线106与基底200上的两个电极相连接；
S4、LED发光芯片组105上表面进行荧光粉涂覆并进行烘烤形成荧光转换层109，同时，在焊接片103上焊接多个支撑立柱107，多个支撑立柱107共同支撑方环108，使方环108填满荧光转换层109与框架400之间的水平空隙，并且保证方环108与荧光转换层109处于同一平面；
S5、在方环108和荧光转换层109上表面粘结线偏振板111；
S6、在线偏振板111上形成聚合物波片112；
S7、通过在顶部设置LED双透镜300使其与框架400及基底200组成一个单元框架式腔体，并在单元框架式腔体内封装核心单元100，形成具有圆偏振的3D-LED显示发光单元。
进一步的，由聚合物波片112光轴方向与线偏振板111形成呈45°夹角，形成一种旋光方向的模组；由聚合物波片112光轴方向与线偏振板111形成呈-45°夹角，形相反旋光方向的模组；所述两种旋光方向的3D-LED模组不同方向组合排列，可以实现3D输出方式的行阵列式、列阵列式及点阵阵列式。如图2至4所示，阵列方式分别为隔行排布、隔列排布、奇偶阵列排布。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。
Claims (8)
1.3D-LED显示发光单元，其特征在于，包括基底(200)、LED双透镜(300)、框架(400)和核心单元(100)，基底(200)与侧部设置的框架(400)及顶部设置的LED双透镜(300)构成单元框架式腔体，在腔体内部设置有核心单元(100)；
所述核心单元(100)包括第一电极(101)、第二电极(104)、LED发光芯片组(105)、半导体制冷器(102)、支撑立柱(107)、方环(108)、荧光转换层(109)、线偏振板(111)和聚合物波片(112)；所述基底(200)上通过焊接片(103)焊接有半导体制冷器(102)，半导体制冷器(102)上设置有LED发光芯片组(105)并电连接，LED发光芯片组(105)正对的上方形成荧光转换层(109)；
第一电极(101)、第二电极(104)分别穿过基底(200)及焊接片(103)，第一电极(101)、第二电极(104)的外部端子用于与外部电源连接，第一电极(101)内部端子通过绑定金线(106)与半导体制冷器(102)的电极相连，第二电极(104)内部端子通过绑定另一根金线(106)与LED发光芯片组(105)的电极相连；
方环(108)填充于荧光转换层(109)与框架(400)之间的空隙，并与荧光转换层(109)同一平面，方环(108)由多个支撑立柱(107)共同支撑；
线偏振板(111)通过粘结层(110)设置于方环(108)和荧光转换层(109)上表面；
线偏振板(111)上表面设置有聚合物波片(112)；
所述聚合物波片(112)的光轴与线偏振板(111)成45°或-45°夹角。
2.根据权利要求1所述3D-LED显示发光单元，其特征在于，聚合物波片(112)由第一石英波片(112-1)、聚合物垫层(112-2)及第二石英波片(112-3)由下至上依次复合而成。
3.根据权利要求1所述3D-LED显示发光单元，其特征在于，所述基底(200)采用陶瓷或PCT材质。
4.根据权利要求1所述3D-LED显示发光单元，其特征在于，所述LED双透镜(300)为反射式透镜或折射式透镜。
5.根据权利要求1所述3D-LED显示发光单元，其特征在于，所述LED双透镜(300)采用硅胶透镜、PMMA透镜、PC透镜或玻璃透镜。
6.一种3D-LED显示模组，所述显示模组是利用权利要求1至5任一权利要求所述的3D-LED显示发光单元构建的，其特征在于，具有圆偏振的3D-LED发光单元按阵列方式贴装于PCB板上，形成3D-LED显示模组。
7.根据权利要求6所述的一种3D-LED显示模组，其特征在于，阵列方式为隔行排布、隔列排布或奇偶阵列排布。
8.一种3D-LED显示发光单元的封装方法，所述方法是针对权利要求1至5任一权利要求所述的3D-LED显示发光单元的封装方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、在基底(200)上形成对称分布的框架(400)并进行烘烤；
S2、在基底(200)上按预先设计电路布局形成上下电导通孔，同时，半导体制冷器(102)通过焊接片(103)与基底(200)焊接；
S3、LED发光芯片组(105)通过高温与半导体制冷器(102)键合，并绑定金线(106)与基底(200)上的两个电极相连接；
S4、LED发光芯片组(105)上表面进行荧光粉涂覆并进行烘烤形成荧光转换层(109)，同时，在焊接片(103)上焊接多个支撑立柱(107)，多个支撑立柱(107)共同支撑方环(108)，使方环(108)填满荧光转换层(109)与框架(400)之间的水平空隙，并且保证方环(108)与荧光转换层(109)处于同一平面；
S5、在方环(108)和荧光转换层(109)上表面粘结线偏振板(111)；
S6、在线偏振板(111)上形成聚合物波片(112)；
S7、通过在顶部设置LED双透镜(300)使其与框架(400)及基底(200)组成一个单元框架式腔体，并在单元框架式腔体内封装核心单元(100)，形成具有圆偏振的3D-LED显示发光单元。
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